Introductie
Welkom bij de quest: "Je telefoon is een goudmijn"
Planning
Planning Periode 3:
| Week |
Planning |
| 11 - 15 september |
Introductie + mobiele telefoons |
| 18 - 22 september |
Edelmetalen |
| 25 - 29 september |
Zeldzame aardmetalen |
| 2 - 6 oktober |
Zware metalen |
|
9 - 13 oktober
|
Urban mining oude + nieuwe stijl |
| 16 - 20 oktober |
Expoweek |
Uiteindelijk lever je alle opdrachten in een document in seesaw in en stuur je mij een bericht zodat ik het na kan kijken.
Route
Introductie
Elk jaar belanden vele miljoenen mobiele telefoons op de schroothoop. Tot enkele jaren geleden kregen de telefoons een tweede leven in ontwikkelingslanden, om daar na een aantal jaren gebruik uiteindelijk op een afvaldump te belanden. De tendens is aan het omslaan. Mobiele telefoons bevatten veel kostbare materialen en zijn daarom heel geschikt om te gebruiken voor urban mining.
Opdracht 1
Maak een mindmap met als centrale onderwerp: "Telefoons". Schrijf alles op waar je aan moet denken als je dit hoort.
Mobiele telefoons
Een nieuwe smartphone wordt tegenwoordig na 15 tot 18 maanden afgedankt. Na iets meer dan een jaar is hij beschadigd, laadt de accu te traag of is hij gewoon niet 'nieuw' genoeg meer. Nieuwe modellen hebben een groter scherm, betere camera, snellere processor en meer geheugen. Maar wat doe je dan met je oude mobieltje?
Je kunt het proberen te verkopen, maar dat levert vaak niet veel op. De meeste oude mobieltjes belanden eerst in een la en uiteindelijk op de afvalberg. Slechts 14% van de Nederlanders recyclet zijn smartphone. Voor het milieu zou het beter zijn als de telefoons zo lang mogelijk gebruikt kunnen worden, waarna ze op een verantwoorde manier uiteindelijk worden gerecycled.
De afgelopen tien jaar zijn er zeven miljard smartphones geproduceerd. Alleen al in de Verenigde Staten worden jaarlijks 140 miljoen mobieltjes weggegooid, die in derdewereldlanden worden verwerkt. Dit elektronische afval,ofwel e-waste, is erg waardevol afval.
Een smartphone bevat tegenwoordig zo'n duizend onderdelen. Het omhulsel is het minst waardevolle materiaal. De waardevollere onderdelen bevinden zich aan de binnenkant van de telefoon. Dat zijn met name metalen die nodig zijn voor de elektronica en de accu. Een mobieltje kan wel zestig verschillende metalen bevatten. Je komt bekende metalen tegen als goud, koper en tin, maar ook minder bekende metalen als wolfraam en tantaan. Al deze metalen hebben hun eigen specifieke functie.
Opdracht 2
Sinds ongeveer 2000 zijn er mobieltjes in onze wereld. Bereken hoeveel mobieltjes er in die tijd door de Verenigde Staten alleen al zijn weggegooid.
Opdracht 3
a. Zoek een plaatje van het 'periodiek systeem' en geef hierin aan waar de metalen staan.
b. Geef de afkorting van de volgende metalen:
- Goud
- Koper
- Tin
- Wolfraam
- Tantaal
c. Geef ook de atoommassa van deze metalen
d. Zet de metalen op volgorde van klein naar groot atoomnummer
Edelmetalen
In Nederland liggen er naar schattig 3 miljoen mobieltjes in een la. Daarin zit nog genoeg goud voor 15000 trouwringen. Goud is een duur metaal met speciale eigenschappen. Het is een van de meest geleidende materialen ter wereld. Goud is zo zacht dat er heel kleine en gedetailleerde vormen mee te maken zijn. Ook corrodeert het niet, waardoor je mobieltje beter bestand is tegen vocht. Zo kan door het goud een mobieljte zeer compact zijn en lang meegaan zonder dat onderdelen vervangen hoeven te worden. Naast goud komen in telefoontjes ook de edelmetalen zilver en palladium voor. Uit 1 ton mobiele telefoons (zonder accu's) is 140 kilogram koper, 3,14 kilogram zilver, 300 gram goud, 130 gram palladium en 3 gram platina te halen.
Opdracht 4
Goud is een metaal dat goed kan worden teruggewonnen uit mobieltjes. Goud wordt gebruikt omdat het niet zal corroderen.
a. Hoe heet de groep van metalen die nauwelijks zullen roesten?
b. Goud wordt bovendien veel gebruikt omdat het zo goed te vervormen is. Leg uit waarom goud zo goed te vervormen is.
c. De tekst geeft aan dat 3 miljoen mobieltjes goed zijn voor 15000 trouwringen van 5 g. Bereken hoeveel gram goud er ongeveer in één mobieltje zit.
Zeldzame aardmetalen
Zeldzame aardmetalen zijn bijvoorbeeld scnadium, yttrium en de lanthaniden (atoomnummer 57 tot en met 71). De naam 'zeldzame aardmetalen' is misleidend, want de meeste komen in relatief grote hoeveelheden op aarde voor. Toch zijn het dure metalen. Een erts bevat namelijk meestal verschillende soorten zeldzame aardmetalen door elkaar. Zeldzame aardmetalen hebben zeer vergelijkbare chemische eigenschappen. Daardoor zijn ze moeilijk van elkaar te scheiden. In de elektronica van smartphones zijn zeldzame aardmetalen noodzakelijk. Deze metalen hebben een zeer sterk magneetveld. Magneten zijn nodig voor het maken van geheugenkaarten. Met sterke magneten is het mogelijk veel informatie op te slaan in een klein volume. Dit soort magneetjes hebben ervoor gezorgd dat je nu duizenden foto's op je telefoon kunt opslaan, zonder dat je geheugenkaart vol raakt. De grootste voorraden zeldzame aardmetalen bevinden zich in China. China is daarom op dit moment de grootste producent van deze metalen. Dat geeft China een sterke economische positie. Wanneer China besluit de kostbare grondstoffen niet meer te exporteren, komen veel bedrijven wereldwijd in de problemen.
Opdracht 5
a. Leg uit waarom de naam 'zeldzame aardmetalen' misleidend is.
b. Geef in het periodiek systeem aan waar de aardmetalen zich bevinden.
c. Welk land bezit de grootste reserve aan zeldzame aardmetaalertsen.
d. Leg uit waarom dit in de toekomst een probleem kan worden.
Zware metalen
Lood, nikkel, kwik en cadmium zijn een paar voorbeelden van zware metalen die in mobieltjes voorkomen. Nikkel en cadmium kwamen vooral veel voor in de in de oplaadbare accu. Nieuwere modellen hebben vaak een milieuvriendelijkere accu. Lood komt voor in de soldeerpunten voor de printplaat, kwik in de processor en het beeldscherm. De hoeveelheden zware metalen in mobieltjes zijn gering, maar er is veel aandacht voor omdat zware metalen erg gifitg zijn voor mens en dier. Het cadmium uit één telefoon is genoeg om 600.000 liter water te vervuilen. Rivieren in de buurt van e-waste dumpplaatsen bevatten soms meer dan 1000 keer de toegestane hoeveelheid lood.
Opdracht 6
a. Wat is e-waste?
b. Leg uit waarom e-waste een potentieel milieuprobleem vormt.
c. Leg uit dat e-waste ook een bron van inkomsten kan zijn.
Urban mining oude stijl
Veel van onze mobieltjes gingen vroeger voor een tweede leven naar ontwikkelingslanden. Dat is prima. Een werkend product moet zo lang mogelijk gebruikt worden om het milieu zo weinig mogelijk te belasten. Uiteindelijk worden na vijf tot zes jaar ook daar de mobieltjes afgedankt. De allerarmsten in ontwikkelingslanden zagen als eerste de waarde van de afgedankte mobieltjes. Zij struinen stortplaatsen af op zoek naar elektronica. Het zijn vooral kinderen die de onderdelen sorteren, uit elkaar halen en verbranden.
Zuurbaden worden gebruikt om de waardevolle metalen uit de apparaten te zuiveren. Deze manier van recycling leidt tot grote gezondheidsproblemen. Door het verbranden komen kwik- en looddampen vrij. De zuurbaden zijn op zichzelf al gevaarlijk, maar door het spoelen komen er uiteindelijk veel giftige zware metalen in het oppervlaktewater. Helaas zal aan dit probleem niet snel een einde komen, want steeds meer inwoners van ontwikkelinslanden hebben inmiddels zelf een mobiele telefoon.
Opdracht 7
Omschrijf in je eigen woorden wat je verstaat onder urban mining.
Urban mining nieuwe stijl
Inmiddels beseffen westerse recylingbedrijven ook dat oude elektronica geld waard is. De westerse e-waste wordt dan ook steeds vaker ingezameld en verwerkt in het land waar het vandaan komt. Er bestaan zelfs organisaties zoals 'Closing the loop' die mobieltjes uit Afrika opkopen. Ze brengen deze mobieltjes naar Europa om daar op een verantwoorde manier de metalen te 'mijnen'. Bij urban mining nieuwe stijl worden eerst de accu's uit de mobieltjes gehaald en apart verwerkt. De mobieltjes worden dan versnipperd. Daarna vinden diverse scheidingsmethoden plaats. Het ijzer en staal worden op een lopende band met behulp van een sterke magneet verwijderd. In een volgende stap worden aluminium, kunststoffen en de rest van elkaar gescheiden. Uiteindelijk blijven de metalen in de printplaat over. Deze worden gesmolten. Daarbij ontstaan vloeibare, gescheiden lagen lood, nikkel en koper. In de koperlaag zijn de edelmetalen opgelost, in het nikkel en lood de overige metalen. De metalen kunnen van elkaar worden gescheiden en weer worden hergebruikt in nieuwe mobieltjes. De cirkel is rond!
Opdracht 8
In moderne urban mining wordt in het recyclingsproces het metaalmengsel gesmolten. Er ontstaan dan drie lagen.
a. Welke drie lagen zijn dit?
b. Waarom kom je in de smelt geen ijzer en aluminium tegen?
c. Welke laag zal voor het recyclingbedrijf het belangrijkste zijn? Licht je keuze toe.
