Acta Metallurgica Slovaca, 12, 2006, (399-404) 399 DEVELOPMENT AND PRODUCTION OF TECHNOLOGY FOR THE RECYCLING OF SCREENS AND MONITORS IN AQUATEST a.s. Štolc L., Hrabák V. AQUATEST a.s.,technical Support Division, Geologická 4,152 00 Praha 5,Czech Republic e-mail: stolc@ aquatest.cz, http://www.aquatest.cz VÝVOJ A REALIZACE TECHNOLOGIÍ NA RECYKLACI OBRAZOVEK A MONITORŮ V AQUATEST a.s. Štolc L., Hrabák V. AQUATEST a.s.,divize technického zabezpečení,geologická 4,152 00 Praha 5,Česká republika e-mail: stolc@ aquatest.cz, http://www.aquatest.cz Abstract This contribution describes the development and production for the recycling of screens and monitors in AQUATEST a.s., which developed its own dry processing methods. A description of the production of this technology is included for the two types of line: continual and discontinual. In addition, these lines are compared with other technologies for the cleaning of screen fragments. Current development is focused on technology for the processing of flat screens (LCD monitors, plasma screens, flat CRT screens). Key words: WEEE, recycling of screens and monitors, dry processing method, LCD monitor, plasma screen Abstrakt Příspěvek popisuje vývoj a realizaci technologií na recyklaci obrazovek a monitorů z pohledu společnosti AQUATEST a.s., která vyvinula svoji vlastní metodu zpracování za sucha. Realizace technologií včetně jejich popisu je podrobně uvedena na dvou dodávaných typech: kontinuální a diskontinuální lince. Dále jsou vzájemně porovnány i ostatní technologie na čištění střepů obrazovek. Současný vývoj je zaměřen na technologie zpracování tzv. plochých typů obrazovek (LCD monitory,plazmové obrazovky,ploché CRT obrazovky). 1. Úvod Problematice recyklace elektronického a elektrotechnického odpadu se nyní oproti dřívější době věnuje zvýšená pozornost. Důvodem je především nová směrnice EU 2002/96/ES o odpadních elektrických a elektrotechnických zařízeních (OEEZ) a v návaznosti také novelizace zákona o odpadech č. 7/2005 včetně návrhu vyhlášky MŽP, kterou se stanoví bližší podmínky financování nakládání s elekrozařízením pocházejícím z domácností a nakládáním s elektroodpadem. Hlavním cílem těchto uvedených dokumentů je především zvýšení materiálového využití a snížení množství odpadu určeného k likvidaci na skládkách zavedením povinnosti odděleného sběru, využití, opětovného použití a recyklace OEEZ.
Acta Metallurgica Slovaca, 12, 2006, (399-404) 400 Společnost AQUATEST a.s. do této problematiky přispívá programem komplexní recyklace televizních obrazovek pomocí vlastní vyvinuté technologie, zahrnující následující technologické uzly. Pracoviště ruční demontáže použitých zařízení na základní prvky (obrazovky,desky tištěných spojů,kabely apod.) Linku na dělení obrazovek-metodou řezání diamantovým kotoučem za sucha. Intenzivním odsátím a zachycením ve dvoustupńové filtraci je odstraněna nebezpečná složka luminofór Hlavním produktem jsou stínítka (Ba sklovina) v kvalitě vyhovující požadavkům sklářských hutí pro výrobu nových obrazovek Kónusy (Pb-sklovina) mají na svém povrchu naneseny tzv. aktivní povlaky elektricky vodivých laků na bázi oxidů FeO a grafitu. Pro finální využití ve sklářské huti musí být tyto povlaky dokonale odstraněny. Fig.1 Screen disassembling line Linku na čištění kónusů metodou mechanického odírání za sucha. Linka je vybavena vysokointenzitním odprašovacím a filtračním zařízením.oproti mokrým metodám čištění eliminuje problémy spojené s prací ve vodním prostředí tj. především komplikované kalové hospodářství a nutnost vytápěných prostor během zimního provozu. Recyklaci OEEZ na dvou kategoriích: televizní obrazovky a desky tištěných spojů, řešil AQUATEST a.s. také zapojením do mezinárodního programu Eureka SCARE (E!2009). Cílem projektu bylo prokázat technologickou a ekonomickou účinnost navržených způsobů recyklace,včetně realizace formou dodávek technologických linek. 2. Charakteristika skloviny obrazovek 2.1 Vstupní surovina Recyklace je zaměřena na televizní obrazovky a monitory počítačů amortizovaných, tak i na zpracování odpadů z výroby televizních obrazovek nesplňujících technické parametry výrobku. Výrobní odpad je oproti amortizovaným odpadům odlišný zejména tím, že má stále shodné vlastnosti a nedochází ke kvalitativním změnám v důsledku degradace způsobené stárnutím.výrobce je povinen podle směrnice EU odstraňovat nebo snižovat ve výrobcích složky s nebezpečnými vlastnostmi. Důkazem je používání luminofórů, které již prakticky nemají nebezpečnou složku na bázi Cd.
Acta Metallurgica Slovaca, 12, 2006, (399-404) 401 2.2 Odbyt produktů skloviny Finální zpracování skloviny z televizních obrazovek je vzhledem k specifickým vlastnostem možné pouze u výrobců nových dílů obrazovek. V ČR to byla firma STV Glass Valašské Meziříčí s roční kapacitou 42 000 tun skloviny, specializovaná především na výrobu nových kónusů. V současnosti je prakticky možný odbyt vyčištěné skloviny pouze v zahraničí. Přejímací podmínky jsou stanoveny pro jednotlivé skupiny vytříděné skloviny: Sklovina stínítka barevných obrazovek Sklovina kónusů barevných obrazovek Sklovina MIX barevných obrazovek Sklovina černobílých obrazovek Technická specifikace stanovuje tyto maximální obsahy znečisťujících složek: Organické látky:papírové a umělohmotné nalepené štítky, těsnění apod.:- max. obsah 100ppm Anody a fixátory, tvořené kovovým Fe: - nesmí být obsaženy Obsah Fe/ Fe2O3 : - max. obsah 20 ppm Povlaky: luminofor, grafit, apod. : - nejsou přípustné 3. Přehled technologií na čištění střepů. Na základě našich zkušeností a publikovaných firemních odborných odkazů je možné čistit sklovinu z televizních obrazovek několika způsoby: a) mechanicko-fyzikálním způsobem, vzájemným odíráním ostrohrannými částicemi skloviny za sucha a koncentrací nečistot do jemných podílů s jejich oddělením na sítech a odprašováním na filtračním zařízení b) mechanicko-fyzikálním způsobem, vzájemným odíráním ostrohrannými částicemi skloviny ve vodném prostředí c) odstraňování nečistot chemickým způsobem jejich uvolněním v kyselém nebo zásaditém prostředí 3.1 Suchá technologie Technologický postup čištění skloviny za sucha, představuje následující výhody : a) pracuje za sucha bez použití dalších médií (voda,chemikálie ad.), produkty jsou suché, b) výhodné pro další tavení v sklářských hutích c) kontinuální odlučování nečistot umožňuje odstranění papírových a plastových polepů, d) které jsou vždy na obrazovkách e) technologie pracuje i v zimním prostředí bez potřeby vytápěných prostor Nevýhody: a) vstupní surovina musí být suchá s max.vlhkostí do 0,1%. Vyšší vlhkost může zapříčinit b) nalepování nečistot a tím i nedokonalé očištění musí se řešit dokonalé odprašování a filtrace 3.2 Mokrá technologie Tyto technologie pracují převážně v zahraničí a jejích hlavní výhodou je, že opláchnutím očištěného produktu se docílí odstranění jemných podílů. Kromě toho není nutné řešit problematiku prašnosti provozu.
Acta Metallurgica Slovaca, 12, 2006, (399-404) 402 Nevýhody tohoto postupu jsou následující: a) nezbytně nutný systém vodního hospodářství b) problémy v zimním období - podmínkou je vytápěný prostor (hala) c) sedimentace a odvodnění kalů - špatná sedimentace jemných podílů grafitu, oxidů Fe, zbytků luminoforů, rozvolněných papírů d) ekologické riziko: možnost vyluhování Pb ze skloviny do vody e) nutné provádět mokrou magnetickou separaci produktů 3.3 Čištění chemickými postupy Chemické postupy čištění skloviny, v kyselém i alkalickém prostředí přinášejí rychlejší efekt odstranění nečistot. Nevýhody těchto postupů jsou však stejné jako u mokré technologie a navíc se jedná o práci s méně či více agresivními látkami, které je ještě nutné ze skloviny oplachovat, což znamená zařadit zvláštní uzel likvidace odpadních vod. 4. Realizace recyklačních technologií Čistění povlaků na kónusech, stínítkách a na směsné sklovině ( odděleně podle typu skloviny), AQUATEST a.s. provádí vlastní technologií, ověřenou na poloprovozním zařízení, ve své Provozovně v Mníšku pod brdy. Provedené laboratorní a poloprovozní zkoušky umožnily navrhnout technologický postup a vlastní strojní zařízení omílací buben, které jsou chráněny patentem č. 293 644 Zařízení pro úpravu skleněného elektronického odpadu uděleným dne 23.04.2004. Podle kapacity a způsobu procesu je technologie dále dělena na kontinuelní a diskontinuelní proces. 1. Kontinuelní linka čištění obsahuje následující technologické uzly (viz. blokové schéma na obr.2 ): Třídění skloviny podle typu,jejich transport v kontejnerech a uložení na speciální dávkovací zařízení. Kontinuální čistění způsobem fyzikálně mechanickým odíráním s následným odstraněním nežádoucích složek v jemné až prachové frakci ze zpracovávané skloviny. Třídění skloviny podle velikosti zrn s oddělením škodlivých složek - grafitu, hliníku, akrylátových laků s oxidy železa a dalších organických nečistot Magnetická separace kovového železa Odstranění nemagnetických kovů systémem detekce s následnou separací ovladatelnou klapkou Vzhledem k tomu, že technologie pracuje za sucha, musí být zajištěno dokonalé odsávání prachových podílů Drcení na požadovanou granulometrii odběratele Parametry linky: Výkon: 1,2 1,5 t/hod,ročně zpracuje 2 500 tun v jedné směně. Kvalita vyčištěné skloviny splňuje požadavky odběratele Spotřeba el. energie: 15 kw/hod. Linka je obsluhována 2 pracovníky, kteří sledují chod z velína.podle kvalitativních parametrů vyčištěné skloviny regulují přes řídící počítač množství zpracovávané skloviny a technologickou dobu čištění.
Acta Metallurgica Slovaca, 12, 2006, (399-404) 403 Na základě zkušeností s cca tříletým provozem uvedené linky byla v roce začátkem roku 2006 vyvinuta nová varianta linky umožňující kontinuální zpracování celých obrazovek. Pomocí specielního destruktoru jsou obrazovky selektivně rozbíjeny na střepy s velikostí pod 200 mm a současně jsou odstraněny vnější antiimplozivní rámečky a kovové masky uvnitř obrazovky. Technologické schéma kontinuální linky čištění střepů obrazovek: Fig.2 Technological scheme of continual cleaning line 2. Diskontinuelní technologie čištění obsahuje následující technologické uzly: Omílací buben, ocelový, hermetizovaný Dvouplošinové vibrační síto Dopravní pas s magnetickým separátorem Šnekový dopravník Závěsný stojan pro velkoobjemové vaky Zásobník vyčištěné skloviny Průmyslový odsavač (splňuje hygienické parametry pro vnitřní pracovní prostředí) Manipulační plošina se schodištěm Elektrorozvaděč ovládání linky Zásobník podsítného podílu (-0,5 mm) Parametry diskontinuální linky: Výkon 500 kg/hod, provozní náplň 250 kg. Příkon do 10 kw
Acta Metallurgica Slovaca, 12, 2006, (399-404) 404 Fig.3 Discontinual cleaning line Fig. 4 Continual cleaning line Technologické linky jsou chráněny formou patentu nebo osvědčení o zápisu užitného vzoru. V současnosti jsou na území ČR a SR v provozu 3 linky na čištění střepů obrazovek a 8 linek na dělení obrazovek. 5. Závěr Současný vývoj nových technologií v AQUATEST a.s. je zaměřen na nové recyklační technologie na zpracování tzv. plochých typů obrazovek : ploché vakuové obrazovky,plazmové obrazovky a LCD obrazovky, které zaujímají stále významnější podíl na trhu a začínají pozvolna vytlačovat klasické CRT obrazovky. Vývoj bude řešen v rámci tříletého (2006-2008) výzkumného projektu Ministerstva průmyslu a obchodu ČR: FI-IM3/058 Průmyslový výzkum a vývoj modulových technologií recyklace plochých typů obrazovek. Řešení problematiky recyklace plochých typů obrazovek je rovněž v souladu se závěry oponentního řízení v r. 2005 úkolu EUREKA Projekt MŠMT ČR: E!2009 SCARE ident. Kod OE 102 Strategie přístupu k znovuvyužívání a recyklaci elektroniky, kdy byla řešena recyklace klasických CRT obrazovek. Literatura [1] Hrabák V., Štolc L., Hrabáková D.,Grabovsky J., Hess J.: Zařízení pro úpravu vytříděného skleněného elektronického odpadu,patentový spis č.. 293 644,uděleno 2004 [2] Staněk P.: Technická specifikace sklářských střepů,interní předpisy pro provedení kontroly kvality nakupované skloviny STV Glass,Valašské Meziříčí,2005 [3] Štolc L.: Strategie přístupu k znovuvyužívání a recyklaci elektroniky,závěrečná zpráva o realizaci projektu 2002-2004 MŠMT ČR:E!2009-SCARE,OE 102,Praha 2005 [4] Hrabák V.:Recyklace plochých obrazovek,interní rozvojový projekt AQUATEST a.s., č.: 88 904 8052 970,Praha 2005