20 000 профессионалов proAV > 1500 компаний > 570 городов > 6 стран ближнего зарубежья > 1 сообщество

Присоединяйтесь!

Подписка на дайджест
Рубрикатор статей

Утилизация жидкокристаллических и плазменных дисплеев

www.habrahabr.ru

217_1.jpg

Одной из проблем настоящего времени является проблема утилизации и переработки электронной техники, количество которой неуклонно растет. Ожидается, что в будущем значительна доля электронного мусора будет приходиться на жидкокристаллические и плазменные дисплеи. Ведь уже сейчас можно с полной уверенностью сказать, что наступил век жидких кристаллов и плазмы, а громоздкие кинескопы ушли в прошлое. Однако ничто не вечно и может наступить тот печальный момент, когда устройство по тем или иным причинам уже не может выполнять свои функции и отправляется на свалку.

С целью минимизировать негативное влияние электронного мусора на окружающую среду в ряде развитых стран активно проводятся программы по его сбору и утилизации. Например, Европейский союз принял директиву 2002/96/EC, согласно которой утилизации подлежат все устройства с ЖК-дисплеями площадью более 100 см2 и CCFL подсветкой.

Оговоримся сразу, что ниже приведен опыт Европы и Северной Америки, и в связи с этим, после пубикации материала развернулась дискуссия на эту тему (см. ссылку в конце)...

КАК ЖЕ ПРОИСХОДИТ ПРОЦЕСС УТИЛИЗАЦИИ?

Процесс переработки начинается с ручного демонтажа составных частей электронной техники. Демонтированные компоненты, как правило, сортируются на пластик, металл, печатные платы, провода, люминесцентные лампы, ЖК-дисплеи для дальнейшей переработки. На демонтаж 3-4 единиц техники примерно уходит один час.

Как видно из представленных круговых диаграмм основную массовую долю электронной техники составляет металл и пластик, а ЖК-дисплеи — от 6 до 18%.

217_2.jpg

Фракционный состав ЖК телевизора, монитора и ноутбука

Особую опасность для окружающей среды составляют ЖК-дисплеи с ССFL (люминесцентная лампа с холодным катодом) подсветкой. В зависимости от характеристик люминесцентной лампы в ней может содержаться до 3,5 мг ртути. Для сравнения, в энергосберегающей люминесцентной лампе содержится около 5-7 мг ртути.

Диагональ ЖК-дисплея (дюймы)

Количество ламп

Содержание ртути (мг)

15

2

7

17

4

14

19

4

14

20

6

21

26

13

45,5

32-37

16

56

42

18

63

217_3.jpg

Внешний вид люминесцентных ламп с холодным катодом для ЖК-дисплеев

Поэтому приём, хранение и транспортировка электронной техники проводится таким образом, чтобы избежать повреждения люминесцентных ламп. Однако очень часто телевизоры и мониторы поступают на участок по переработке с уже разбитыми лампами (до 20% разбитых ламп в телевизорах и до 5% в мониторах). На участке, в связи с этим проводится постоянный контроль и мероприятия по недопущению концентрации ртути в воздухе выше предельно допустимой концентрации. Демонтированные лампы, как правило, утилизируются по той же технологии, что и обычные энергосберегающие люминесцентные лампы. Следует сказать, что ЖК-дисплеи с LED или OLED подсветками считаются безопасными для окружающей среды, поскольку не содержат токсичные вещества в каких-либо значительных количествах. Уже сейчас наблюдается тенденция к переходу на ЖК-дисплеи с LED, а в будущем и с OLED подсветками.

Между подсветкой и ЖК-дисплеем находиться пакет из различных полимерных оптических плёнок. Это увеличитель яркости, светорассеивающая плёнка, призматическая плёнка, светонаправляющая и светоотражающая плёнки. Как правило, эти плёнки отправляются на мусоросжигательный завод ввиду их разнообразного состава и низкой стоимости.

А теперь обратим свое внимание на сами ЖК-дисплеи. Прежде всего, давайте посмотрим, из чего же делают ЖК-дисплеи, чтобы выяснить, что и как утилизировать.

217_4.jpg

Упрощенное схематическое изображение строения ЖК-дисплея

Рассмотрим все составные слои ЖК-дисплея по порядку:

  • Поляризационный фильтр представляет собой многослойную композицию из полимеров органического и неорганического происхождения. Считается экологически безопасным, но при невысоких температурах горения может выделять вредные вещества.
  • Стеклянная подложка имеет толщину 0,4-1,1 мм и изготавливается из натриевого или из более дорогих боросиликатных и алюмосиликатных стекол. Является экологически безопасной.
  • Электроды представляют собой прозрачное покрытие из In2O3-SnO2 (ITO). Толщина слоя может составлять до 125 нм, что примерно составляет 234 мг/м2. Ввиду высоких цен на оксид индия это покрытие имеет потенциальный интерес для переработки. Например, уже существуют технологии выделения оксида индия из ЖК-дисплеев гидрометаллургическим методом. Однако экономическая эффективность данного метода всё ещё под вопросом по причине малой концентрации оксида индия в сырье.
  • Жидкие кристаллы имеют сложный состав и представляют собой смесь из 10-25 различных компонентов на основе ароматических полимеров. Количество жидких кристаллов на один квадратный сантиметр примерно составляет 0,6 мг. Основным производителем жидких кристаллов является немецкая компания Mеrck, которая выполнила ряд токсикологических и экотоксикологических исследований. Согласно полученным результатам жидкие кристаллы не являются остро-токсичными, канцерогенными, мутагенными, не вредны для водных организмов и имеют низкий потенциал биоаккумуляции.
  • Цветовой фильтр, TFT слой, а также ориентационная пленка не нуждаются в утилизации, поскольку не содержат какие-либо токсические вещества.

ЖК-дисплеи

Таким образом, можно сделать вывод, что материалы, которые используются в ЖК-дисплеях, не представляют опасности для окружающей среды. Это значит, что ЖК-дисплеи могут быть утилизированы захоронением на полигоне или сжиганием на мусоросжигательном заводе. Однако такие способы утилизации являются малоэффективными. Другие имеющиеся технологии утилизации ЖК-дисплеев в основном направлены на извлечение и повторное использование основного составляющего компонента – стекла. Качество переработанного стекла зачастую очень низкое и его крошка обычно используется как добавка в асфальт, бетон и другие строительные материалы. Более качественные стекла могут быть получены при удалении поляризационного фильтра, но это значительно усложняет и удорожает технологию.

Вышеупомянутая компания Merck предложила несколько иных способов утилизации ЖК-дисплеев. Например, стекло ЖК-дисплеев можно использовать для защиты футеровки мусоросжигательных ротационных печей от агрессивных веществ или частично заменить песок в составе шихты для металлургического процесса выделения благородных металлов. В обоих случаях горение поляризационной пленки происходит при температурах 1200-1300 оС, что позволяет сжечь диоксины, если даже они образовались.

УТИЛИЗАЦИЯ ТЕЛЕВИЗОРОВ С ПЛАЗМЕННЫМИ ПАНЕЛЯМИ

Телевизоры с плазменными дисплеями (ПД) составляют относительно небольшую часть среди остальных типов телевизоров, что можно объяснить их незначительными объемами продаж. Процесс утилизации телевизоров с ПД также начинается с демонтажа и сортировки его различных компонентов для дальнейшей переработки. В отличие от техники с ЖК-дисплеем, значительную массовую долю телевизора, кроме металла и электроники, составляет стекло.

217_6.jpg

Фракционный состав плазменного телевизора

Говоря о плазменных дисплеях в свете данной темы, следует упомянуть о том, что они в основном бывают AC- и DC-типа. В силу своей конструкции плазменные дисплеи DC-типа содержат ртуть, количество которой может составлять до 30 мг на один дисплей. Причиной введения ртути в газоразрядные ячейки ПД является увеличение срока службы дисплея путём предотвращения попадания материала катода на анод. Однако сейчас практически все выпускаемые ПД являются АС-типа, поэтому рассмотрим их поподробней.

217_7.jpg

Упрощенное схематическое изображение плазменного дисплея

Элемент ПД

Материал

Переднее и заднее стекло

Натриевое стекло

Диэлектрик и рёбра

Cтёкла систем PdO-B2O3-SiO2, BaO-ZnO-B2O3-SiO2, ZnO-Bi2O3-B2O3-SiO2

Прозрачный электрод

In2O3-SnO2

Силовой и адресный электроды

Ag, Al, Cr/Cu/Cr

Защитный слой

MgO

Люминофор

Красный: Y0,65Gd0,35BO3:Eu3+

Зелёный: Zn2SiO4:Mn2+

Синий: BaMgAl10O17:Eu2+

Из выше приведенной таблицы видно, что ПД не содержит полимерные материалы, а основная его часть выполнена из стекла. Стекло на основе оксида свинца (40-63 мас.% PbO), из которого сделаны диэлектрик и перегородка, относиться к токсичным материалам. Его относительная массовая доля по отношению к остальным составляющим элементам ПД довольно мала и составляет около 1,5%. Опять же, если ссылаться на Европейскую директиву по ограничению содержания вредных веществ, то применение свинецсодержащего стекла в ПД на данный момент разрешено. Тем не менее, некоторые производители уже начали использовать альтернативные стекла на основе ZnO или BaO, которые не являются опасными для окружающей среды.

Извлечение оксида индия и ценных металлов из ПД пока имеет лишь потенциальный интерес.

На сегодня, ввиду отсутствия более эффективных технологий переработки, плазменные дисплеи утилизируются путём их размола на дробилках. Полученная стеклянная крошка, как правило, используется в строительных материалах.

ВЫВОДЫ

В ближайшем будущем сегодняшние ЖК-дисплеи с CCFL подсветкой будут составлять значительную долю электронного мусора. Основную опасность для окружающей среды представляет ртуть, содержащаяся в CCFL подсветке, в то время как сами ЖК-дисплеи являются безопасными. Плазменные дисплеи содержат оксид свинца, который входит в состав стекла и является токсичным. Однако уже сейчас появилась тенденция к замене свинецсодержащего стекла на альтернативные стёкла. Существующие технологии утилизации ЖК и плазменных дисплеев позволяют получать невысокого качества вторсырьё без значительных капитальных затрат. В то время как новые технологии более полной переработки дисплеев пока ещё только находится на стадии зарождения.

Текст статьи целиком размещен на: www.habrahabr.ru/post/167883/

С потенциалом миллиардных оборотов: рынок VR-аттракционов С потенциалом миллиардных оборотов: рынок VR-аттракционов
VR-аттракционы – это рынок с потенциально многомиллиардными ежегодными оборотами, в который многие готовы вкладываться уже сейчас.
2016-й был годом, когда… Что он привнесет в 2017-й? 2016-й был годом, когда… Что он привнесет в 2017-й?
Рассуждения о том, чем был для AV-индустрии 2016-й год, и чего ждать в свете произошедших на рынке изменений от 2017-го.
Как кабелям, ресиверам и коммутации поспеть за видеоформатами? Как кабелям, ресиверам и коммутации поспеть за видеоформатами?
Не секрет, что пропускной способности интерфейса HDMI прошлых поколений уже недостаточно, для трансляции Ultra-HD...
Городская история: высокие технологии для мегаполиса Городская история: высокие технологии для мегаполиса
Стала ли прошедшая почти три года назад Олимпиада  в Сочи праздником или бедствием – вопрос философский...
Светодиодные видеокубы обратной проекции по технологии DLP Светодиодные видеокубы обратной проекции по технологии DLP
О том, какую технологию стоит применять в системах отображения, используемых в диспетчерских и ситуационных центрах.
Дорого и сердито: плюсы и минусы светодиодных экранов Дорого и сердито: плюсы и минусы светодиодных экранов
В LED-экране светодиоды используются не в качестве источника света, а как отдельные элементы изображения – пиксели.
Все статьи
Видео
Они настоящие! Самая необычная наружная реклама
Узреть музыку. В соборе Святых Петра и Павла
Все видео
Комплексное оснащение Зала Диссертационных советов КФУ Комплексное оснащение Зала Диссертационных советов КФУ
Компания ИКТ-Казань завершила комплексное оснащение Зала Диссертационных советов Инженерного Института КФУ.
Реализация президентского указа об онлайн-трансляции судебных дел Реализация президентского указа об онлайн-трансляции судебных дел
В Москве впервые прошла интернет-трансляция слушания судебного дела с использованием стационарных средств аудио- и видеозаписи.
JBL,Televic, Sony, Crestron и другие – в актовом зале ИУЭиФ КФУ JBL,Televic, Sony, Crestron и другие – в актовом зале ИУЭиФ КФУ
Компании «ИКТ-Казань» было поручено разработать план оснащения Актового зала современным аудиовизуальным оборудованием.
Запуск корпоративного ТВ в подразделениях МЕГА и ИКЕА Запуск корпоративного ТВ в подразделениях МЕГА и ИКЕА
Компания ИКЕА поставила задачу разработать емкий, эффективный и лаконичный канал коммуникации с сотрудниками.
Интерактивная мультимедийная инсталляция в Царском селе Интерактивная мультимедийная инсталляция в Царском селе
Разработано уникальное, полностью автоматизированное техническое решение для помещений павильона «Арсенал» ГМЗ «Царское Село».
Разработка корпоративного телевидения для компании ФОСАГРО Разработка корпоративного телевидения для компании ФОСАГРО
Руководство «ФосАгро» поставило задачу: разработать единую систему корпоративного телевидения «Система визуализации данных».
Все кейсы
ELEMENT ONE: каталог выдвижных моторизованных мониторов
ELEMENT ONE: каталог выдвижных моторизованных мониторов
Модельный ряд мониторов с подробным описанием, 16 полос, А4, рус-eng.
ATLONA: готовые АВ решения
ATLONA: готовые АВ решения
Обзор готовых АВ решений коммерческого и бытового назначения, 20 полос, А4,  русский  язык.
Все файлы
Все важное, что произойдет в AV-индустрии в 2017-м году
Гари Кей
“Давайте вспомним, чем запомнился 2016 год и выскажем идеи о том, какие инновационные аудиовизуальные технологии появятся в 2017 году.
Гари Кей
Основатель портала rAVe
Как трансформировать ресторан, чтобы он стал более прибыльным?
Андреас Брюкнер
“Технологии и презентация продукции становятся ключевыми факторами для тех, кто хочет выделиться в среде конкурентов.”
Андреас Брюкнер
менеджер по развитию бизнеса NEC
Новые тенденции оснащения залов совещаний и переговорных
Прохоров Максим
“Комната для совещаний и деловых встреч - одно из наиболее важных помещений в компании. Это место, где рождается много идей.”
Прохоров Максим
Менеджер корпоративных продаж, NEC Display Solutions Russia
Все мнения