Elektronikai hulladékok előkészítése

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Elektronikai hulladékok előkészítése"

Irma Balog
8 évvel ezelőtt
Látták:

CRITICEL félidőben- elsődleges és Elektronikai hulladékok előkészítése Bokányi Ljudmilla a műszaki tudomány kandidátusa, egyetemi docens () Prof. Dr. habil.

1 CRITICEL félidőben- elsődleges és Elektronikai hulladékok előkészítése Bokányi Ljudmilla a műszaki tudomány kandidátusa, egyetemi docens () Prof. Dr. habil. Csőke Barnabás a műszaki tudomány kandidátusa, egyetemi tanár Nagy Sándor PhD, tudományos munkatárs () Varga Terézia tudományos segédmunkatárs () Faitli József PhD, egyetemi docens, intézetigazgató ) Magyar Tamás doktorandusz () Mádainé Üveges Valéria tanársegéd () Gombkötő Imre PhD,egyetemi docens () Nemzetközi együttműködésben megvalósuló alapkutatás a kritikus nyersanyagok hazai

Csőke Barnabás a műszaki tudomány kandidátusa, egyetemi tanár Nagy Sándor PhD, tudományos munkatárs () Varga Terézia tudományos

2 CRITICEL félidőben- elsődleges és KÖZREMŰKÖDŐHALLGATÓK: Paszternák Ádám MSc Simon Orsolya MSc Bárdos Erika BSc Szaszák Adrienn BSc Oláh Beáta BSc Lakatos Krisztina Tünde BSc Nemzetközi együttműködésben megvalósuló alapkutatás a kritikus nyersanyagok hazai

Adrienn BSc Oláh Beáta BSc Lakatos Krisztina Tünde BSc

3 CRITICEL félidőben- elsődleges és KUTATÁSBA BEVONT ELEKTRONIKAI HULLADÉKOK: LCD, Akkumulátorok, elemek, NYÁK-ok

4 Mennyiség, ezer t CRITICEL félidőben- elsődleges és Előrejelzés a hulladék LCD panelek mennyiségének alakulásáról and%20handling%20of%20LCD%20screens.pdf

100 80 60 40 20 0 2013 2014 2015 2016 2017 http://www.wrap.org.

5 LCD-modul: -panel, - háttérvilágítás, -vékonyréteg áramköri lemez, - kábel és a szerelvénykeret. LCD kijelző (forrás: LCD panel: - Két 0,4 1,1 mm vastag üveglemez; - Különböző műanyagfóliák (pl. polarizátorok és védőfóliák); - Üveglapok között az aktív folyadékkristály (0,5 mg/cm 2 ); - Vezető tulajdonságú és transzparens indium-ón-oxid (ITO); - Vékonyréteg tranzisztorok; - Orientációs réteg és színszűrők.

html) LCD panel: - Két 0,4 1,1 mm vastag üveglemez; - Különböző műanyagfóliák (pl.

6 CRITICEL félidőben- elsődleges és Indium becsült fajlagos mennyisége az LCD panelben [2] Notebook-ok LCD monitorok Átlagos indium mennyisége [g/t] 174 Indium mennyisége berendezésenként [mg] Képernyőméret [cm 2 ] Fajlagos indium tartalom [mg/m 2 ] 43, , LCD tévék 36,

174 Indium mennyisége berendezésenként [mg] Képernyőméret [cm 2 ] Fajlagos

7 LCD-hulladék Bontás Keret, NYÁK világítás, további feldolgozásra LCD-modul Őrlés Termikus v. egyéb kezelés Maradék Savas szelektív oldás In-tartalmú oldat Sav Egyéb fémek kinyerése, üveggyártásra In-kinyerés az oldatból Visszanyert indium

egyéb kezelés Maradék Savas szelektív oldás In-tartalmú

8 LCD ALKATRÉSZ- ÉS ANYAGI, VALAMINT KÉMIAI ÖSSZETÉTELÉNEK TV MEGHATÁROZÁSA: JVC LCD

9 CRITICEL félidőben- elsődleges és Alkatrészek típusa / Kijelző típusa DiBOSS [kg] LCD eszközök anyagi összetétele (szétbontás alapján) LCD TV DiBOSS [m/m%] JVC [kg] JVC [m/m%] DELL [kg] DELL [m/m%] LCD Monitor ACER [kg] ACER [m/m%] Műanyag 4,68 34,41 5,54 50,46 2,08 38,10 1,78 45,88 Fém 6,60 48,53 3,30 30,05 2,56 46,89 1,34 34,54 LCD panel 1,06 7,79 1,14 10,38 0,46 8,42 0,38 9,79 NY.Á.K. 1,00 7,35 0,80 7,29 0,32 5,86 0,32 8,25 Vezeték 0,14 1,03 0,14 1,28 0,02 0,37 0,04 1,03 Csavar 0,12 0,88 0,06 0,55 0,02 0,37 0,02 0,52 Összesen 13,6 100,00 10,98 100,00 5,46 100,00 3,88 100,00

6,60 48,53 3,30 30,05 2,56 46,89 1,34 34,54 LCD panel 1,06 7,79 1,14 10,38 0,46 8,42 0,38 9,79 NY.Á.K.

10 Optikai mikroszkóppal történt elemzés (JVC panel) Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézet TFT üveg Színszűrő üveg

12 SEM elemzés (DiBOSS panel) Ásványtani - Földtani Intézet ITO réteg TFT üveg TFT Elemek TFT üveg esetén Elemek színszűrő üveg esetén Mg, Al, Si, Cl, Ca, In, Sn, Sr, Mo, Nd Mg, Al, Si, Cl, Cr, Cu, In, Sn, S

13 CF üveg atomi tömeg szerinti összetétele (SEM+MIKROSZONDA) Ásványtani - Földtani Intézet Elem neve Átlátszó közös elektróda Alap üveg % Pixel határ Mg - - 0,19 Al - - 2,20 Si 1,33 0,74 8,15 Cl 0,2 0,17 0,20 Cr 5,44 1,27 26,82 Cu 1,81 0,45 - In 66,61 63,01 29,19 Sn 4,87 5,83 2,69 S - 4,91 -

határ Mg - - 0,19 Al - - 2,20 Si 1,33 0,74 8,15 Cl 0,2 0,17 0,20 Cr 5,44

14 TFT üveg atomi tömeg szerinti összetétele (SEM+MIKROSZONDA) Ásványtani - Földtani Intézet Elem neve Átlátszó kijelző elektróda Alap üveg Adat pálya (sor) Kapu pálya (oszlop) Kondenzátor pálya Kondenzátor % Mg 1,34 1,26 0,62 0,68 0,54 0,47 Al 4,23 5,33 16,10 11,58 11,67 16,86 Si 35,01 40,29 19,40 23,14 23,26 15,33 Cl 0, Ca 1,08 1,18 0,35 0,15 0,22 0,15 In 9, Sn 1, Sr ,82 0,59 0,46 Mo ,92 19,72 19,02 24,86 Nd ,79 0,19

0,47 Al 4,23 5,33 16,10 11,58 11,67 16,86 Si 35,01 40,29 19,40 23,14 23,26 15,33 Cl 0,40 - - - - - Ca 1,08 1,18 0,35

15 CCFL csövek atomi tömeg szerinti összetétele(sem+mikroszonda) Ásványtani - Földtani Intézet Elem neve ACER CCFL (alap üveg) ACER CCFL (világos por) ACER CCFL (sötét por) DiBOSS CCFL (alap üveg) DiBOSS CCFL (világos por) DiBOSS CCFL (sötét por) DIBOSS CCFL (ragasztó réteg) % Na 1,34 0,99 0,82 Mg 1,03 4,03 3,74 Al 3,62 38,70 2,84 36,31 2,12 Si 38,30 40,35 25,04 K 2,87 5,79 3,90 P 12,30 13,40 Ca 0,89 La 36,57 35,24 Ba 2,71 18,09 18,97 Ce 16,54 15,61 Tb 8,30 8,41 Eu 3,47 Y 28,84

(sötét por) DIBOSS CCFL (ragasztó réteg) % Na 1,34 0,99 0,82 Mg 1,03 4,03 3,74 Al 3,62 38,70 2,84 36,31 2,12 Si 38,30

16 ITO RÉTEG ELKÜLÖNÍTÉSÉNEK VIZSGÁLATA a műanyag polarizáló és védő fóliarétegektől (fizikai feltárás) A szerves anyagok elégetésével *3, 6+; Rövid idejű hőkezelést ( o C) követő letépéssel *4+; Mechanikai-fizikai kezeléssel csiszolópapírral *5+, elektromos dezintegrálással [3].

6+; Rövid idejű hőkezelést (200-250 o C) követő letépéssel *4+;

17 LABORATÓRIUMI KÍSÉRLETEKEN ALAPULÓ KIDOLGOZOTT TECHNOLÓGIA LCD TV és monitor Kézi bontás LCD panel Hőkezelés (hősokk) 225 C Egyéb alkatrészek: műanyag, fém, NYÁK, egyéb Polarizáló fóliák LCD üveg Előaprítás Forgótárcsás nyíró aprító tárcsa szélessége: 10 mm Vegyszeres ultrahangos kezelés, mosás vízzel tt=30 min Folyadékkristályos vegyszer Aprítás kalapácsos malomban x b =10 mm Savas kioldásra előkészített minta x < 5 mm Folyadékkristály mentes LCD üveg Számított indium tartalom (ME, NyKE Intézet) Indium tartalom a kijelző panelben [mg/kg] Indium tartalom a teljes készülékben [mg/kg]

mosás vízzel tt=30 min Folyadékkristályos vegyszer Aprítás kalapácsos malomban x b =10 mm Savas kioldásra előkészített minta x < 5 mm

18 SZELEKTÍV OLDÁSI KÍSÉRLETEK minta szemcsemérete <5 mm oldószer 1M H 2 SO 4 ill. 1M HCl hőmérséklet 40 C 55 C 80 C szilárd/folyadék arány tartózkodási idő 1h; 4h 0,5 h,1h; 4h 1h; 2h 1:1

19 mg/l CRITICEL félidőben- elsődleges és 1M Sósav 1h 40 C 1M Kénsav 1h 40 C Sósavas oldat 4h 40 C Kénsavas oldat 4h 40 C Ce Co In La Mg

oldat 4h 40 C Kénsavas oldat 4h 40 C 180

20 mg/l CRITICEL félidőben- elsődleges és 700 1M Sósav 1h 40 C 1M Kénsav 1h 40 C Sósavas oldat 4h 40 C Kénsavas oldat 4h 40 C Al B Ca Fe Na Ni Si Sn

oldat 4h 40 C Kénsavas oldat 4h 40 C 600

21 mg/l CRITICEL félidőben- elsődleges és Sósavas oldat 1h 55 C Kénsavas oldat 1h 55 C Sósavas oldat 4h 55 C Kénsavas oldat 4h 55 C Ce Co In La Mg

22 mg/l CRITICEL félidőben- elsődleges és Sósavas oldat 1h 55 C Kénsavas oldat 1h 55 C Sósavas oldat 4h 55 C Kénsavas oldat 4h 55 C Al B Ca Fe Ni Si Sn

23 mg/l CRITICEL félidőben- elsődleges és M Kénsav 1h 40 C Kénsavas oldat 1h 55 C Kénsavas oldat 1h 80 C Ce Co In La Mg

24 mg/l CRITICEL félidőben- elsődleges és Kénsavas oldat 1h 40 C Kénsavas oldat 1h 55 C Kénsavas oldat 1h 80 C Al B Ca Fe Ni Si Sn

25 Indium kioldás (%) CRITICEL félidőben- elsődleges és kénsav 4h sósav 1h sósav 4h kénsav 1h Hőmérséklet ( o C)

26 Indium kioldás (%) CRITICEL félidőben- elsődleges és kénsav 40 oc kénsav 55oC sósav 40 oc sósav 55oC Kioldás ideje (h)

27 Ón kioldás [%] CRITICEL félidőben- elsődleges és sósav 40 C kénsav 40 C sósav 55 C kénsav 55 C kénsav 80 C Idő [h]

28 Fe kioldás [%] CRITICEL félidőben- elsődleges és sósav 40 C kénsav 40 C sósav 55 C kénsav 55 C kénsav 80 C Idő [h]

30 CRITICEL félidőben- elsődleges és TOVÁBBI FELADATOK: Oldatkezelés

31 CRITICEL félidőben- elsődleges és [1] Böni H.: Seltene Metalle in Elektro- und Elektronikgeräten. EMPA Akademie Zentrum fürwissenstransfer. [2] BUCHERT M., MANHART A., BLEHER D., PINGEL D. (2012): Recycling critical raw materials from waste electronic equipment Commissioned by the North Rhine- Westphalia State Agency for Nature. Environment and Consumer Protection Darmstadt, [3] Dodbiba G., Naga H.i., Wang L., Okaya K., Fujita T. (2012): Leaching of indium obsolete liquid crystal displays: Comparing grinding with electrical disintegration in context of LCA, Elsevier, Waste Management 32, pp [4] Jinhui Li, Song Gao, Huabo Duan, Lili Liu: Recovery of valuable materials from waste liquid crystal display panel. Waste Management 29 (2009) [5] Zhao, K. - Liu, Z. Wang, Y. Jiang, H. (2013): Study on Recycling Process for EOL Liquid Crystal Display Panel (Int. Jour. Of Precision Eng. And Manufacturing Vol. 14, No. 6, pp ) [6] Lee, C. Jeong, M. Kilicaslan, M. F. Lee, J. Hong, H. (2013): Recovery of indium from used LCD panel by a time efficient and environmentally sound method assisted HEBM (Waste Management 33 (2013) pp ) [7] Ylä-Mella J, Miklósi P, Pongrácz E, István Zs, Csőke B and Keiski RL (2007): Recycling of Liquid Crystal Displays. Proc. of 8th Finnish Conference of Environmental Sciences. Xiang H, Akieh MN, Vuorio A-M Jokinen T and Sillanpää M (eds.). May 10-11, 2007, Mikkeli, Finland. Finnish Society for Environmental Sciences. p [8] ME, NyKE Intézet: 3. negyedéves szakmai beszámoló, CRITICEL projekt, 2. alapkutatási program, I modul, 2013.

32 CRITICEL félidőben- elsődleges és KÖSZÖNJÜK SZÉPEN A FIGYELMÜKET!

Hasonló dokumentumok

20 éves a Bay-Logi Környezetmenedzsment és Logisztikai Osztálya

20 éves a Bay-Logi Környezetmenedzsment és Logisztikai Osztálya Együttműködés a Bay-Logi és a Miskolci Egyetem Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézet között a hulladékgazdálkodás