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/

LED экраны Delta: отличное качество по доступной цене LED экраны Delta: отличное качество по доступной цене
Delta Electronics — это крупнейший в мире ОЕМ-производитель DLP-проекторов, все активнее проявляющий себя на рынке светодиодных&nb...
Презентационные решения Barco превратят любой отель в офис Презентационные решения Barco превратят любой отель в офис
Системы WePresent и ClickShare способны обеспечат комфортную среду для проведения переговоров в любом пространстве.
Xavtel — новое поколение аудио, видео и конференц-связи Xavtel — новое поколение аудио, видео и конференц-связи
Передовые профессиональные сетевые решения Xavtel способны вывести конференц-связь и распределение AV-сигналов на новый уровень.
Конференция ГК DIGIS: перевернуть привычный взгляд на вещи Конференция ГК DIGIS: перевернуть привычный взгляд на вещи
Главный посыл партнерской конференции ГК DIGIS: современное понимание АВ-интеграции гораздо шире, чем принято считать.
«Проекты с установкой LED-устройств стоят от 140 000 рублей» «Проекты с установкой LED-устройств стоят от 140 000 рублей»
Светодиодные экраны «отвоевывают» все большую долю рынка Digital Signage, по данным Interactive Group.
Digital Signage выбрал своих фаворитов. Все Best of Show здесь Digital Signage выбрал своих фаворитов. Все Best of Show здесь
Стремительно развивающийся рынок Digital Signage требует все больше инновационных продуктов и технологий. Они все здесь.
Все статьи
Видео
Вебинар "Проекторы Christie - для серьезных проектов!"
Peerless-AV Xtreme High Bright не боится ни жары, ни морозов
Все видео
Как проходил финал конкурса Miss Grand International 2018 Как проходил финал конкурса Miss Grand International 2018
Чтобы сделать церемонию награждения захватывающей, интегратор PM Center создал на сцене гигантскую светодиодную инсталляцию.
Музыкально-проекционное шоу в крупнейшем бальном зале Европы Музыкально-проекционное шоу в крупнейшем бальном зале Европы
Компания QED Productions организовала в «Бальном зале Императрицы» сложную мультипроекторную инсталляцию — разбираемся как это был...
Новый конференц-зал Российской футбольной Премьер-лиги Новый конференц-зал Российской футбольной Премьер-лиги
Компания Unitsolutions произвела техническое оснащение конференц-зала организации, развернув систему видеосвязи.
Сцена-трансформер и перемещающийся звук в театре «Табакерка» Сцена-трансформер и перемещающийся звук в театре «Табакерка»
Обновленный театр получил самое современное техническое оснащение, позволяющее принять мероприятия различной направленности.
Современные визуальные решения BenQ в гимназии IGGS Современные визуальные решения BenQ в гимназии IGGS
Компания BenQ переоборудовала техническое оснащение классов гимназии, установив в них проекторы, дисплеи и интерактивные панели.
Интерактивное обучение в «Хорошевской гимназии» Интерактивное обучение в «Хорошевской гимназии»
Чтобы сделать процесс обучения более эффективным, компания Polymedia оснастила классы современным интерактивным оборудованием.
Все кейсы
BARCO: UniSee - LCD-видеостены принципиально нового уровня
BARCO: UniSee - LCD-видеостены принципиально нового уровня
Десять аргументов в пользу выбора Barco UniSee. 12 полос, формат А4, русский язык.
EPSON: проекторы для бизнеса и образования 2018
EPSON: проекторы для бизнеса и образования 2018
Каталог проекторов для бизнеса и образования с описанием ключевых возможностей и функция, русский язык, 8 полос, альбомный формат.
Все файлы
ISE 2019: основные тренды и прогнозы проекционного рынка
Радченко Дмитрий
“Что ждет индустрию в обозримом будущем, какими новинками собирается удивить Panasonic и на что обратить внимание гостям ISE.”
Радченко Дмитрий
главный технический специалист российского офиса Panasonic по проекционным технологиям
«Есть заблуждение, что лазерники имеют меньшую совокупную стоимость владения»
Дудников Сергей
“Когда речь идет о выборе источника света для проектора, нельзя сказать, что существует некая «самая лучшая технология».”
Дудников Сергей
Глава представительства Christie в России
2017-й год нам совершенно точно аукнется. И вот как
Алан Брон
“Дестабилизация – это определение точнее всего подходит для описания событий, происходивших в proAV индустрии в 2017 году.
Алан Брон
глава компании Brawn Consulting
Все мнения