Раздел 7. Утилизация и обезвреживание электрического и электронного оборудования, утратившего потребительские свойства; осветительного электрического оборудования, утратившего потребительские свойства; отходов оборудования, содержащего озоноразрушающие вещества

Раздел 7 Утилизация и обезвреживание электрического и электронного оборудования, утратившего потребительские свойства; осветительного электрического оборудования, утратившего потребительские свойства; отходов оборудования, содержащего озоноразрушающие вещества

7.1 Общая информация о деятельности по утилизации и обезвреживанию электрического и электронного оборудования, утратившего потребительские свойства; осветительного электрического оборудования, утратившего потребительские свойства; отходов оборудования, содержащего озоноразрушающие вещества

В настоящем подразделе рассматриваются:

1) электрическое и электронное оборудование, утратившее потребительские свойства, в том числе:

а) компьютерное, серверное, периферийное и офисное оборудование, утратившее потребительские свойства;

б) коммуникационное оборудование, утратившее потребительские свойства;

в) мониторы, приемники телевизионные;

г) электронная бытовая и промышленная техника, утратившая потребительские свойства;

д) оптические приборы и фотографическое оборудование, утратившие потребительские свойства;

е) электрические бытовые и промышленные приборы, утратившие потребительские свойства;

ж) неэлектрические бытовые и промышленные приборы, утратившие потребительские свойства;

з) холодильное и вентиляционное бытовое и промышленное оборудование, утратившее потребительские свойства;

2) осветительное электрическое оборудование, утратившее потребительские свойства;

3) отходы оборудования, содержащего озоноразрушающие вещества.

На рынок России ежегодно поступает до 70 млн единиц электронного и электротехнического бытового оборудования. Суммарная масса электронного лома в России приближается к 1 млн т [66].

Отходы электронного и электрического оборудования (ОЭЭО) - один из возможных источников загрязнения окружающей среды, обладающий высокой ресурсной ценностью: ОЭЭО, являясь поликомпонентным отходом, содержат большое количество фракций, которые возможно вернуть в экономический оборот на производственные предприятия. ОЭЭО содержат черные, цветные и драгоценные металлы, различные виды пластмасс и т.д. [67].

Утилизация ОЭЭО, содержащих озоноразрушающие вещества, входит в число обязательств, принятых Россией при подтверждении своего участия в Монреальском протоколе, вступившем в силу в 1989 году.

Профессиональной утилизацией отходов оборудования сегодня занимаются заводы по утилизации ОЭЭО, расположенные в разных регионах страны. Наибольший объем ОЭЭО утилизируется в центральном регионе. Утилизаторы данных отходов в первую очередь извлекают из отходов электронного и электрического оборудования фрагменты, содержащие драгоценные металлы [68], которые затем продаются аффинажным заводам. Кроме этого, извлекаются лом черных и цветных металлов и различные виды стекла и пластиков.

Схема расположения наиболее крупных утилизирующих ОЭЭО компаний представлена на рисунке 7.1.

Рисунок 7.1 - Схема расположения наиболее крупных утилизирующих ОЭЭО компаний

7.2 Технологические, технические решения и системы менеджмента, используемые в настоящее время в области утилизации и обезвреживания электрического и электронного оборудования, утратившего потребительские свойства; осветительного электрического оборудования, утратившего потребительские свойства; отходов оборудования, содержащего озоноразрушающие вещества

Основным направлением утилизации электрического и электронного оборудования, утратившего потребительские свойства, является их полная переработка с извлечением полезных компонентов для их повторного применения.

В рамках проведения утилизации ОЭЭО на заводах производятся:

лом черного металла;

лом алюминия;

медный лом;

лом нержавеющей стали;

лом корпусного пластика;

лом печатных плат.

7.2.1 Утилизация отходов компьютерной техники

Утилизация отходов компьютерной техники проводится с целью извлечения ценных компонентов для дальнейшего использования

Описание метода. Комплектующие компьютерной техники сортируют по своей ценности: материнские платы, процессоры, блоки питания, провода. Самое ценное в компьютере - материнская плата.

Платы состоят, как правило, из двух частей: элементов монтажа (микросхем), содержащих драгоценные металлы, и не содержащей драгоценные металлы основы с наклеенной на нее входящей частью в виде проводников из медной фольги [69].

Драгоценные металлы для повторного использования извлекаются преимущественно из лома печатных плат. Общее содержание драгоценных металлов в печатных платах составляет от 25 граммов на тонну. Для извлечения драгоценных металлов из печатных плат требуются специализированные технологические линии.

Среднее содержание драгоценных металлов в печатных платах:

золото - от 25 до 1000 граммов на тонну;

серебро - от 250 до 5000 граммов на тонну;

платина - от 5 до 40 граммов на тонну;

палладий - от 5 до 100 граммов на тонну.

По своим физическим и химическим свойствам многокомпонентный электронный лом не может направляться в металлургическую плавку без механической разделки с целью выделения отдельных компонентов или групп.

Технологические процессы современной переработки радиоэлектронного лома, как правило, включают в себя ручную дифференцированную разделку, механическое измельчение (дробление), обогащение полученных концентратов и последующие виды переработки.

Дифференцированная ручная разделка предусматривает разборку блоков и узлов изделий с максимальным использованием инструмента для извлечения навесного монтажа и получения различных концентратов. Производительность таких работ до 150  200 кг/(чел. смену), что является основным сдерживающим фактором производительности. Только после ручной разделки отдельные виды концентратов лома подвергаются измельчению в ножевых или в молотковых дробилках (мельницах). При этом текстолитовую (стеклотекстолитовую) подложку, содержащую цветные металлы с остатками драгоценных материалов, направляют на обжиг в обжиговую печь с системой дожигания и газоочистки [70].

Известна схема утилизации печатных плат, она представлена на рисунке 7.2.

Рисунок 7.2 - Схема утилизации отходов печатных плат

В станке для отделения компонентов электронных карт используется контролируемое тепло с тем, чтобы сохранить не только компоненты карты, но и паяльное олово; таким образом, минимизируется выброс паров и токсичных веществ в атмосферу. Тепло производится при помощи воздуховодов и электросопротивлений с управлением термопарами. Компоненты платы разделяются при помощи контролируемых вибраций.

В большинстве случаев после отделения компонентов сами печатные платы, состоящие в основном из меди и текстолита, реализуются как вторичное сырье.

Следующим шагом является ручная сортировка отделенных компонентов печатных плат [71].

Однородность измельченных частиц радиоэлектронного лома по геометрическим размерам могут обеспечить ножевые измельчители и шредерные установки.

Имеется комплекс для переработки радиоэлектронного лома без предварительной ручной разделки радиоэлектронных блоков с корпусными элементами для выделения металлического концентрата.

В комплексе используются две молотковые дробилки. Первая дробилка обеспечивает первичное дробление радиоэлектронного лома, вторая - окончательное его дробление. Дробилки технологически соединены с грохотом посредством ленточного транспортера с подвесным магнитным сепаратором. Для исключения запыления производственного помещения приемные бункеры и подрешетные пространства дробилок соединены с всасывающими патрубками циклонов, в которых оседают пылевидные фракции разрушаемых материалов. Извлечение ферромагнитных материалов (стальная и чугунная крошка, крошка ферромагнитных сердечников) из раздробленного лома производится подвесными магнитными сепараторами. Грохот, входящий в состав комплекса, разделяет раздробленную массу радиоэлектронного лома без ферромагнитной составляющей на две фракции: крупную и мелкую. Для сепарации измельченного радиоэлектронного лома по крупности и плотности в комплексе применен многопродуктовый пневматический каскадно-гравитационный классификатор [70].

В дальнейшем компоненты, содержащие металлы, в том числе драгоценные металлы, поступают на переплавку.

На современных автоматизированных производствах технологические процессы переработки радиоэлектронного лома и печатных монтажных плат включают в себя предварительную обработку (измельчение, дробление) и обогащение сырьевых концентратов, пирометаллургические и гидрометаллургические процессы. Схема технологического процесса утилизации печатных монтажных плат представлена на рисунке 7.3.

К основным этапам современного высокотехнологичного способа утилизации радиоэлектронного лома печатных монтажных плат, относятся:

1 Этап. Подготовка сырья.

Основные технологические операции: разделка, разборка, прессование, измельчение и сепарация сырьевых материалов с применением специального оборудования, станков и ручного инструмента, сортировка и подготовка сырья для дальнейшей переработки в соответствии с технологическим процессом.

Установки переработки печатных плат оснащены газоочистными (пылеулавливающими) установками, все отходы (пыль) газоочистки направляются на дальнейшую переработку вместе с сырьевыми материалами в соответствии с технологическим процессом.

В результате этапа подготовки сырья для дальнейшей переработки и использования в технологическом процессе осуществляется получение обогащенного сырьевого концентрата, содержащего медь и благородные металлы, лома черных металлов и алюминия.

2 Этап. Пирометаллургическая переработка.

Основные технологические операции: плавка сырьевого концентрата, содержащего медь и благородные металлы, для получения черновой меди (в конвертере); огневое рафинирование черновой меди для получения анодной меди (в анодной печи) и изготовления медных анодов для их дальнейшей переработки. Образующиеся в пирометаллургическом процессе оборотные шлаки повторно перерабатываются в конвертере до максимального извлечения из них ценных компонентов, после чего образующийся шлак перерабатывается в печи восстановления шлака с целью получения свинцово-оловянного сплава и конечного шлака.

Из конечного шлака, по достижении необходимого качественного состава, изготавливается щебень. Технологический процесс представляет из себя следующий процесс: конечный шлак остывает, и далее осуществляется дробление охлажденного шлака до необходимой фракции с помощью щековой дробилки.

В качестве флюсов при плавке сырья в пирометаллургическом оборудовании для получения необходимых качественных показателей расплава металла и шлака используются песок кварцевый (SiO ₂), стекло, известь строительная (CaO), лом и стружка стальные, чугунные (Fe).

Пирометаллургическое оборудование оснащено общей газоочистной системой, все отходы (пыль) газоочистки в соответствии с технологическим процессом возвращаются в производственный процесс для переработки.

В результате этапа пирометаллургической переработки для дальнейшей переработки и использования в технологическом процессе осуществляется получение анодной меди, в качестве готовой продукции получение свинцово-оловянного сплава и щебня из металлургического шлака.

3 Этап. Электролитическое рафинирование меди

Основные технологические операции: подготовка анодов; электролитическое рафинирование меди (анодов) для получения катодной меди; регенерация электролита; обработка (снятие катодов с основы, промывка) медных катодов.

Процесс электролиза ведется с применением укрытия ванн специальным рулонным материалом.

Поверхность пола внутри цеха электролиза меди имеет химически стойкое водонепроницаемое бетонное основание с приямками для сбора аварийных проливов технологических жидкостей.

Электролитическое рафинирование анодной меди производится путем электролиза с растворимым анодом в водном растворе H ₂SO ₄. При этом медные аноды растворяются, а на матрице катодов осаждается очищенная от примесей медь. Менее благородные элементы остаются в электролите, а благородные металлы переходят в анодный шлам. Электролит постоянно циркулирует между промежуточной емкостью и электролизными ваннами, часть электролита выводится на регенерацию для удаления из него меди и никеля. Не растворившиеся в процессе электролиза остатки медных анодов (скрап) возвращаются в производственный процесс на переработку.

Образованный в процессе электролиза анодный шлам извлекается из электролизных ванн и направляется на дальнейшую переработку для извлечения из него благородных металлов.

В результате этапа электролитического рафинирования меди для дальнейшей переработки и использования в технологическом процессе осуществляется получение анодного шлама, в качестве готовой продукции - получение катодной меди.

4 Этап. Производство драгоценных металлов

Основным сырьевым материалом для получения драгоценных металлов является анодный шлам электролитического рафинирования меди.

Производство драгоценных металлов осуществляется по технологии, являющейся комбинацией пирометаллургических, гидрометаллургических, электрохимических и сорбционных процессов.

Технологический процесс извлечения и рафинирования драгоценных металлов включает в себя:

- обезмеживание анодного шлама электролитического рафинирования меди (растворение Cu в H ₂SO ₄; возврат раствора на электролиз меди с предварительным осаждением Ag с помощью NaCl);

- плавка обезмеженного анодного шлама в конвертере с получением сплава Доре. Сплав Доре разливается в слитки для последующей переплавки в аноды или реализации;

- переплавка в аноды в индукционной печи серебра, восстановленного на стадии обезмеживания анодного шлама электролитического рафинирования меди, и из оборотных растворов;

- электролиз в водном растворе HNO ₃ анодов из серебра или из сплава Доре с получением катодного серебра в виде кристаллов и анодного шлама, содержащего золото и металлы платиновой группы;

- растворение анодного шлама в "царской водке" для перевода в раствор золота и металлов платиновой группы. Образующийся осадок возвращается в производственный процесс на извлечение серебра;

- осаждение из полученного раствора чернового золота;

- переплав чернового золота в индукционной печи в аноды;

- электролиз анодов золота в водном растворе HAuCl ₄ методом Вольвиля;

- переплавка полученных золотых катодов в слитки или в гранулы.

Извлечение платины:

- окисление оставшегося после осаждения золота раствора с помощью H ₂O ₂, осаждение комплексной соли платины;

- получение черновой платины в виде кека путем восстановления ее соли.

Извлечение палладия из раствора, остающегося после извлечения Pt:

- осаждение соли палладия добавлением K ₂CO ₃ и промывкой осадка раствором NH ₄Cl;

- растворение соли палладия с образованием палладиево-аммиачного комплекса;

- осаждение соли палладия путем добавления HCl;

- повторное растворение соли палладия с образованием палладиево-аммиачного комплекса;

- повторное осаждение соли палладия добавлением HCl;

- получение чернового палладия в виде кека путем его восстановления (с доизвлечением палладия из остающихся растворов по той же схеме).

Полное извлечение драгоценных металлов из солянокислых растворов до содержания менее 1 мг/л проводят методом сорбционной очистки.

Используемое оборудование для электрохимических и гидрометаллургических процессов имеет герметичное исполнение с местными отсосами и очисткой в мокрых скрубберах; технологические газы конвертера проходят очистку в газоочистной установке с циклоном и рукавными фильтрами; аспирационные газы индукционных печей и сушильных шкафов очищаются в сухом фильтре.

Сброс стоков технологических жидкостей в канализацию не осуществляется. Образующиеся в производственном процессе стоки подвергаются очистке и нейтрализации. Для очистки технологических стоков используется установка очистки и нейтрализации технологических стоков. Очищенные технологические стоки поступают в накопительный резервуар, из которого далее подаются на подпитку водооборотных технологических циклов, а образующийся шлам возвращается в производственный процесс на переработку.

Поверхность пола внутри производственных участков цеха производства драгоценных металлов имеет химически стойкое водонепроницаемое бетонное основание с приямками для сбора аварийных проливов технологических жидкостей.

Отходы (пыль) газоочистки конвертера в соответствии с технологическим процессом возвращаются в производственный процесс для переработки.

В результате этапа производства драгоценных металлов для дальнейшей повторной переработки и использования в технологическом процессе осуществляется получение оборотных шлаков и шламов, в качестве готовой продукции - получение сплава Доре, серебра, золота, металлов платиновой группы.

Рисунок 7.3 - Схема технологического процесса утилизации печатных монтажных плат

7.2.2 Утилизация жидкокристаллических мониторов, утративших потребительские свойства

Утилизация жидкокристаллических мониторов, утративших потребительские свойства, проводится с целью извлечения ценных компонентов для дальнейшего использования

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

Фракционный состав ЖК-телевизора: металл - 44 %; пластик - 18,5 %; стекло - 14 %; печатная плата - 11 %; ЖК-дисплей - 6 %; провода - 1,5 %; подсветка - 1 %; прочее - 4 %.

Особую опасность для окружающей среды представляют ЖК-дисплеи с CCFL-подсветкой (люминесцентная лампа с холодным катодом). В зависимости от характеристик люминесцентной лампы в ней может содержаться до 3,5 мг ртути. Поэтому транспортировка, прием и хранение электронной техники проводятся таким образом, чтобы избежать повреждения люминесцентных ламп. Однако очень часто телевизоры и мониторы поступают на участок по переработке с уже разбитыми лампами. На участке в связи с этим проводятся постоянный контроль и мероприятия по непревышению предельно допустимой концентрации ртути в воздухе рабочей зоны.

Демонтированные лампы, как правило, утилизируются по той же технологии, что и обычные энергосберегающие люминесцентные лампы. ЖК-дисплеи с LED- или OLED-подсветками считаются безопасными для окружающей среды, поскольку не содержат токсичные вещества в каких-либо значительных количествах.

Между подсветкой и ЖК-дисплеем находится пакет из различных полимерных оптических пленок. Это увеличитель яркости, светорассеивающая пленка, призматическая пленка, светонаправляющая и светоотражающая пленки. Как правило, эти пленки подлежат утилизации ввиду их разнообразного состава и низкой стоимости.

Составные слои ЖК-дисплея:

- поляризационный фильтр;

- стеклянная подложка;

- электроды;

- жидкие кристаллы;

- цветовой фильтр, TFT-слой, ориентационная пленка.

Поляризационный фильтр представляет собой многослойную композицию из полимеров органического и неорганического происхождения. Он считается экологически безопасным, но при высоких температурах горения может выделять токсичные вещества [72].

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 покрыты оксидами индия и олова. Толщина слоя может составлять до 125 нм. Оксид индия является ценным ресурсом, и его получение представляет интерес. Известны технологии выделения оксида индия из ЖК-дисплеев гидрометаллургическим методом. Однако экономическая эффективность данного метода все еще 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 1 см ² примерно составляет 0,6 мг. Основным производителем жидких кристаллов является немецкая компания Merck, которая выполнила ряд токсикологических и экотоксикологических исследований. Согласно полученным результатам, жидкие кристаллы не являются остротоксичными, канцерогенными, мутагенными, не вредны для водных организмов и имеют низкий потенциал биоаккумуляции.

Цветовой фильтр, TFT-слой, ориентационная пленка не нуждаются в обезвреживании, поскольку не содержат какие-либо токсичные вещества.

Таким образом, материалы, которые используются в ЖК-дисплеях, не представляют опасности для окружающей среды. 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 может использоваться 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 [72].

Компания Merck предложила использовать стекло ЖК-дисплеев для защиты футеровки мусоросжигательных ротационных печей от агрессивных веществ или частично заменить песок в составе шихты для металлургического процесса выделения благородных металлов.

7.2.3 Утилизация отходов телевизоров с плазменными панелями жидкокристаллических мониторов

Утилизация отходов телевизоров с плазменными панелями жидкокристаллических мониторов проводится с целью извлечения ценных компонентов для дальнейшего использования

Описание метода. Телевизоры с плазменными дисплеями составляют относительно небольшую часть среди остальных типов телевизоров. Процесс утилизации телевизоров с плазменными дисплеями начинается с демонтажа и сортировки его различных компонентов для дальнейшей переработки. В отличие от техники с жидкокристаллическим дисплеем, значительную массовую долю телевизора, кроме металла и электроники, составляет стекло.

Плазменные дисплеи бывают AC- и DC-типа. Плазменные дисплеи DC-типа содержат ртуть, количество которой может составлять до 30 мг на один дисплей.

Плазменный дисплей не содержит полимерные материалы, а основная его часть выполнена из стекла. Стекло на основе оксида свинца, из которого сделаны диэлектрик и перегородка, относится к токсичным материалам.

На сегодня ввиду отсутствия более эффективных технологий переработки, плазменные дисплеи утилизируются путем их размола на дробилках. Полученная стеклянная крошка может использоваться в производстве строительных материалов [73].

7.2.4 Утилизация отходов мониторов и телевизоров с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ-мониторов и телевизоров)

Основными компонентами компьютерного монитора или телевизора являются кинескоп, пластиковый корпус, печатные платы, провода, отклоняющая система, защитные элементы. Кинескоп составляет примерно две трети массовой доли всего монитора или телевизора. Фракционный состав кинескопа следующий: экран, конус, металл, электронно-лучевая трубка (ЭЛТ), стеклоцемент.

Внутренняя поверхность экрана покрыта четырьмя слоями. Первый слой представляет собой углеродное покрытие с различными добавками поверхностно-активных веществ. Второй слой образует покрытие из люминофоров, на который нанесен воскоподобный слой для выравнивания и защиты поверхности. Покрытие из алюминия образует четвертый слой, наносимый для повышения яркости. В случае конуса кинескопа, его внутренняя сторона покрыта слоем оксида железа, а внешняя - графитом. Экран и конус кинескопа соединены между собой с помощью стеклоцемента.

Кинескоп изготовлен из стекла, химический состав которого изменяется в зависимости от выполняемых функций элементов кинескопа. Одной из основных функций стекла является защита от рентгеновского излучения. Для этого в стекло электронной пушки обычно вводят около 34 масс. % оксида свинца. Несколько меньшее количество оксида свинца содержит конус кинескопа (22 масс. %). В случае же экрана кинескопа его стекло специально сделано большей толщины для поглощения опасного рентгеновского излучения. Кроме того, данное стекло должно обладать хорошими оптическими свойствами, поэтому его изготавливают из бариево-стронциевого стекла (поглощает рентгеновское излучение примерно в полтора раза хуже, чем свинцовое стекло).

Способы утилизации кинескопов

Процесс утилизации начинается с ручного демонтажа телевизоров или компьютерных мониторов. На этой операции демонтируются корпус, печатные платы, динамики, провода, защитный металлический кожух, отклоняющая система и электронная пушка. Также в целях безопасности на этой операции из кинескопа стравливается вакуум путем проделывания отверстия на месте высоковольтного вывода или через горловину электрической пушки. Защитный железный хомут поверх соединения конуса кинескопа с экраном также срезается. Все эти компоненты отправляются на дальнейшую переработку. В итоге остается лишь кинескоп, который необходимо разделить на конус и экран ввиду их различного химического состава, что важно при их последующей утилизации.

Разделение конуса и экрана наиболее часто выполняется с помощью алмазной пилы, раскаленной нихромовой проволоки или лазера. После этого из разрезанного кинескопа извлекается внутренний магнитный экран с маской, а сам экран отправляется в камеру, в которой с помощью пылесоса собирается люминофор. Таким образом, на выходе получают два вида стекла - свинцовое и бариево-стронциевое.

Далее осуществляются следующие технологические операции:

- дробление кинескопов;

- выделение магнитной фракции;

- механическое удаление покрытий;

- промывка стекла водой;

- сушка;

- сепарация на свинцовое, бариево-стронцивое и смешанное стекла с помощью специальных анализаторов (рентгенофлуоресцентного или ультрафиолетового) и пневмопушек.

В данной технологии вода используется в замкнутом цикле, а количество отходов составляет 0,5 % (стеклянная пыль, люминофор, покрытия).

Бариево-стронцивое стекло нашло применение в производстве строительных материалов в связи с низкой выщелачиваемостью ионов бария и стронция, концентрация которых не превышает допустимые нормы [73].

7.2.5 Утилизация отходов холодильников и морозильников

Утилизация холодильников и морозильников проводится с целью извлечения ценных компонентов для дальнейшего использования

Описание метода. Основные этапы переработки холодильного оборудования (Рисунок 7.4):

1. Освобождение контура охлаждения. Сначала отделяется кабель и удаляется содержимое холодильника: выдвижные ящики, стеклянные вставки и т.п.

2. Удаление и переработка смеси масла и хладагента, которой заполнен контур охлаждения. Для этого контур охлаждения прокалывают специальной цангой, а затем за счет создаваемого разрежения воздуха отсасывается смесь масла и хладагента. С помощью дополнительного устройства осуществляется отделение хладагента от масла, что позволяет оптимальным образом утилизировать фторхлоруглеводороды, содержащиеся в хладагенте. Компрессорное масло может быть подвергнуто переработке для вторичного использования.

3. Отделение компрессора, состоящего в основном из сплава железа и меди.

4. Механическая переработка. На этой стадии удаляются содержащиеся во вспененной изоляции холодильника вспенивающие агенты (фторхлоруглеводороды). Холодильник измельчается в закрытой установке в атмосфере азота и при небольшом разрежении. В результате такой обработки происходит контролируемое выделение находящихся в пеноматериале вспенивающих агентов. Образующиеся газы отсасываются из измельчающей установки, отфильтровываются путем пропускания через батареи с активированным углем и накапливаются в специальном резервуаре. Измельченные материалы подвергаются дальнейшей рассортировке и концентрируются (рисунок 7.3). В результате происходит деление на железо, другие металлы и полистирол. Пенополиуретан подвергается размалыванию и нагреву. При этом удаляются и выделяются путем пропускания через батареи с активированным углем оставшиеся в нем вспенивающие вещества [74].

Рисунок 7.4 - Основные этапы переработки холодильного оборудования

Сбор холодильного агента

Эта операция заключается в удалении холодильного агента, в каком бы состоянии он ни находился, с накоплением его в соответствующем внешнем контейнере. Ее можно проводить без обязательного анализа состава или обработки холодильного агента. В холодильном агенте могут находиться воздух, кислоты, вода, примеси других холодильных агентов или твердые частицы, появившиеся в результате сгорания двигателя. Такой холодильный агент не должен ни при каких условиях использоваться в другом контуре, если не будет переработан или очищен в соответствии с нормативом стандарта ARI 700. В то же время он может быть снова использован в том же холодильном контуре, если его состояние делает такое использование возможным. Для сбора холодильного агента используют два основных метода:

1) сбор в состоянии пара;

2) сбор в состоянии жидкости.

Второй способ позволяет производить сбор за меньшее время. Оба способа требуют использования соответствующих устройств для сбора. Для агрегатов малой и средней мощности могут использоваться переносные устройства.

Сбор в состоянии пара. Сбор холодильного агента производится примерно так же, как и удаление его из контура с использованием вакуумного насоса. Отдельные операции выполняются в зависимости от конструкции устройства для сбора. По существу, речь идет о соединении посредством гибкой трубки всасывающего штуцера устройства с клапаном Шредера со стороны низкого давления установки и соединении выпускного штуцера с контейнером для сбора. На входе установлен фильтр-осушитель, который должен заменяться через определенные промежутки времени при каждой смене холодильного агента.

Сбор в состоянии жидкости. Для сбора холодильного агента в жидком состоянии требуется специальное устройство по сбору и специальная схема подсоединения. Баллон для сбора холодильного агента должен иметь два штуцера, один для жидкости, другой для пара. Устройством для сбора обеспечивается накачивание парообразного холодильного агента через верхнюю часть баллона на участке низкого давления агрегата, создавая вакуум в его контуре. В результате разницы давлений между баллоном и агрегатом происходит перекачивание жидкого холодильного агента в баллон. После того, как вся жидкость удалена, производится удаление остающегося пара путем изменения схемы подсоединений.

Баллон может быть заполнен холодильным агентом только на 77-80 % своего объема, необходимо, чтобы при проведении операции по сбору специалист следил за этим показателем.

Регенерация холодильного агента

При регенерации холодильного агента производится его очистка от загрязнений. Очистка проводится путем отделения масла и фильтрации самого холодильного агента через фильтры-осушители. Устройства для регенерации оснащены системами управления, позволяющими задавать тип перерабатываемого холодильного агента. В зависимости от модели некоторые устройства для регенерации могут производить операции по отделению масла или выделению кислот из холодильного агента. Эти устройства обычно оснащены гильзовыми фильтрами-осушителями, обеспечивающими удержание влаги, загрязнений, металлической стружки и кислот. Отделение масла производится посредством одного или нескольких прохождений его через устройство для регенерации. С этой точки зрения, функционирование устройств по регенерации может быть рассчитано на один или несколько циклов прогона масла.

Переработка холодильного агента может позволить восстановить его рабочие показатели на уровне заданных при изготовлении, что подтверждается путем проведения химического анализа. Для обеспечения восстановления характеристик холодильного агента устройство по регенерации должно обеспечивать удержание 100 % содержащихся в нем влаги и масла. На практике для восстановления начальных параметров чистоты холодильного агента устройство по переработке должно обеспечивать отделение масла, выделение кислот, частиц твердых засорений, влаги и воздуха. Во время функционирования контура холодильный агент загружается и попадает в устройство в виде пара или жидкости, подвергаясь, следовательно, кипению при высокой температуре и воздействию давления. Затем холодильный агент поступает в сепаратор, где скорость его движения заметно снижается: это приводит к поднятию вверх сильно разогретого пара, в то время как частицы загрязнений падают на дно сепаратора, откуда удаляются на определенном этапе процесса. Очищенный пар поступает в конденсатор с воздушным охлаждением и переходит в состояние жидкости; затем он попадает в одну или несколько камер охлаждения, где происходит его переохлаждение со снижением температуры до 3-4 °C. Остаточная влажность и микроскопические частицы загрязнений удаляются фильтром. Охлаждение холодильного агента облегчает его перелив во внешний баллон [75].

7.2.6 Утилизация отходов мобильных телефонов

Утилизация отходов мобильных телефонов проводится с целью извлечения ценных компонентов для дальнейшего использования

Описание метода. Утилизация мобильного телефона начинается с сортировки телефонов по производителям и иным критериям.

На втором этапе осуществляется разборка телефонов на составные части. Далее три самые важные составляющие - аккумулятор, пластиковый корпус и печатная плата - идут на переработку. Аккумуляторы из-за большого содержания токсичных веществ (мышьяк, свинец, ртуть) поступают, как правило, на специальные заводы по переработке аккумуляторных батарей.

Печатная плата отсоединяется от элементов корпуса и направляется на извлечение драгоценных металлов.

Далее корпусы и печатные платы дробятся и в достаточно измельченном виде - практически в состоянии пыли - поступают в сортировочную камеру, где путем механических и химических процессов происходит окончательное разделение материалов. Дорогостоящие металлы экстрагируются, обрабатываются, дополнительно очищаются и поступают на соответствующие предприятия. Пластик чаще всего поступает на дорожно-строительные заводы и добавляется в дорожное покрытие.

7.2.7 Комплексная утилизация электрического и электронного оборудования, утратившего потребительские свойства

Комплексная утилизация отходов электронного и электрического оборудования проводится с целью извлечения ценных компонентов для дальнейшего использования.

Описание метода. Сущность метода заключается в отсутствии предварительной сортировки электрического и электронного оборудования, утратившего потребительские свойства. Оборудование подвергается переработке путем дробления и измельчения. Далее методом магнитной сепарации из общей массы отделяются металлы (металлосодержащие составляющие), которые используются в дальнейшем как вторичное сырье [76].

Схема утилизации отходов электрического и электронного оборудования (далее - ОЭЭО) представлена на рисунке 7.5. Процесс утилизации осуществляется в 4 этапа.

Этап I - подготовка ОЭЭО к предварительному измельчению производится отдельно по следующим группам:

А - телевизоры и мониторы с жидкокристаллическим экраном: из ОЭЭО удаляются люминесцентные лампы, матричное стекло, световые фильтры, полиметилметакрилат (оргстекло).

Б - крупная бытовая техника (стиральные машины, газовые и электрические плиты): из ОЭЭО удаляются стекло, силовые электродвигатели, дерево.

В - остальная мелкая бытовая техника: из ОЭЭО удаляются керамика, дерево, аккумуляторные батареи, отходы бумаги и картона.

Этап II - предварительное измельчение и ручная сортировка ОЭЭО: отходы подвергаются переработке путем дробления.

Подготовленные на Этапе I отдельные компоненты ОЭЭО поступают в цепную дробилку, где происходит предварительное измельчение материалов за счет непрерывного механического воздействия путем ударов о звенья цепи.

Далее методом магнитной сепарации раздробленный материал разделяется на два потока: магнитная фракция и немагнитная фракция. Фракции поступают на ручную сортировку, в процессе которой из раздробленного материала удаляются и сортируются цветные металлы, печатные платы, черные металлы.

Этап III - доизмельчение ОЭЭО производится в шредере. Измельченные до размера 0-30 мм черные, цветные металлы и пластмассы поступают на следующий этап.

Рисунок 7.5 - Схема утилизации ОЭЭО

Этап IV - сепарация: измельченные материалы подвергаются рассортировке и концентрируются согласно схеме утилизации ОЭЭО (рисунок 7.6 ). В результате происходит отделение черных металлов, нержавеющих металлов, цветных металлов, пластмассы и пр.

Для достижения максимальной чистоты токопроводящие материалы и цветные металлы дополнительно сортируются на оптическом сепараторе.

Рисунок 7.6 - Схема сепарации измельченных ОЭЭО

7.3 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссий в окружающую среду при утилизации и обезвреживании электрического и электронного оборудования, утратившего потребительские свойства; осветительного электрического оборудования, утратившего потребительские свойства; отходов оборудования, содержащего озоноразрушающие вещества

При утилизации или обезвреживании ЖК-дисплеев с CCFL-подсветкой следует учитывать, что одной из составных их частей является ртутьсодержащая люминесцентная лампа. Основную опасность представляют разбитые лампы, так как может происходить испарение ртути.

При утилизации или обезвреживании ЭЛТ-мониторов и телевизоров основную опасность для окружающей среды представляет оксид свинца, который входит в состав стекол кинескопа. Количество оксида свинца в одном кинескопе зависит от его размера и может варьироваться от 0,5 до 2,9 кг с увеличением его замеров от 13 до 32 дюймов, соответственно.

При утилизации или обезвреживании хладагентов основным фактором воздействия на окружающую среду будет являться утечка хладагента в случае разгерметизации оборудования по переработке данного вида отходов.

При утилизации или обезвреживании ОЭЭО эмиссии загрязняющих веществ в окружающую среду могут быть связаны с проливами (и возможным последующим испарением) реагентов на этапах экстракции и обогащения драгоценных металлов.