Утилизация ЭЛТ-мониторов и телевизоров


    Многие из нас ещё помнят те недалёкие времена, когда для визуального представления информации в ПК использовались мониторы с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ), а телевизоры с ЭЛТ ещё до сих пор можно встретить практически в каждом доме. Тем не менее, век кинескопов подошел к концу, а на смену им пришли более совершенные жидкокристаллические и плазменные дисплеи. Обратной стороной этого прогресса явилось необычайно большое количество никому ненужных ЭЛТ-мониторов и телевизоров. По некоторым оценкам ежегодно в различных странах выбрасывается от нескольких тысяч до одного миллиона мониторов и телевизоров, а общее количество устаревшей техники, которая пока ещё хранится в домах владельцев, может исчисляться миллионами. Прогнозируется, что поток данного «электронного мусора» иссякнет лишь к 2020-2025 годам. Однако основной проблемой является то, что кинескопы требуют специальной утилизации.


    Чтобы ответить на этот вопрос, давайте рассмотрим устройство техники с ЭЛТ и собственно самого кинескопа, а также материалы, которые применяются для его изготовления.
    Основными компонентами компьютерного монитора или телевизора является кинескоп, пластиковый корпус, печатные платы, провода, отклоняющая система, защитные элементы. Кинескоп составляет примерно две трети массовой доли всего монитора или телевизора, как это видно из ниже представленной круговой диаграммы.


    Фракционный состав ЭЛТ-монитора или телевизора

    В свою очередь основными конструктивными элементами кинескопа является ЭЛТ, конус, экран и внутренний магнитный экран с маской.


    Упрощенное схематическое изображение кинескопа

    Фракционный состав кинескопа в массовых процентах имеет следующий вид:


    Фракционный состав кинескопа

    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 нанесено воскоподобный слой для выравнивания и защиты поверхности. Покрытие из алюминия образует четвертый слой, наносимое для повышения яркости. В случае же конуса кинескопа, то его внутренняя сторона покрыта слоем оксида железа, а внешняя – графитом. Экран и конус кинескопа соединены между собой с помощью стеклоцемента.

    Широко известно, что 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 мас.% PbO. Несколько меньшее количество оксида свинца содержит конус кинескопа (22 мас.% PbO). В случае же экрана кинескопа, то 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). Отметим, что в экранах цветных телевизоров выпущенных до 1995 года использовалось стекло содержащее до 5 мас.% PbO. Однако благодаря усилиям немецкого центрального объединения электротехнической и электронной промышленности (ZVEI) по увеличению объёмов утилизации кинескопов большинство производителей с 1996 года полностью перешли на производство экранов без использования оксида свинца. Данному примеру лишь не последовали американские производители Corning и Corning Asahi Video (Thompson RCA перешел в 1998 году).

    В черно-белых телевизорах экран и конус кинескопа изготавливается из одного типа стекла, которое, как правило, содержит до 4 мас.% PbO. Данная разница в химическом составе стекол разных типов телевизоров обусловлена более мощным рентгеновским излучением в цветных телевизорах вследствие увеличения ускоряющего напряжения до 20-30 кВ против 10-20 кВ для чёрно-белого телевизора. Усредненный химический состав стекол кинескопа приведен ниже в таблице (в зависимости от производителя состав стекла может несколько меняться).



    Как читатель, наверное, уже догадался, основную опасность для окружающей среды представляет оксид свинца, который входит в состав стёкол 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.


    Содержания оксида свинца(II)в зависимости от размера кинескопа

    Особенностью данных стекол является то, что ионы свинца относительно легко выщелачиваются из стекла и попадают в окружающую среду. Например, при ненадлежащей утилизации кинескопа выщелачивание ионов свинца может происходить под действием органических кислот, которые образуются на полигоне для бытового мусора. Из всех свинецсодержащих компонентов кинескопа наиболее легко выщелачивание происходит из стеклоцемента.
    Свинец, как и его соединения, является токсикантом с выраженным кумулятивным действием, вызывающим изменения в нервной системе, крови и сосудах. Данное обстоятельство предполагает необходимость должной утилизации кинескопов путем их захоронения на специальных полигонах или повторной переработки.

    Рассмотрим существующие способы утилизации кинескопов.
    Как правило, процесс утилизации начинается с ручного демонтажа телевизоров или компьютерных мониторов. На этой операции демонтируется 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 электронной 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.

    На практике 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 (захоранивается на специальном полигоне). Таким образом, на выходе получают два вида стекла – свинцовое и бариево-стронциевое.

    Данный процесс представлен на видео ниже.


    Существует также несколько иной способ разделения свинцового и бариево-стронциевого стёкол. Данный способ состоит из следующих технологических операций: дробление кинескопов, выделение магнитной фракции, механическое удаление покрытий, промывка стекла водой, сушка, и, наконец, сепарация на свинцовое, бариево-стронцивое и смешанное стёкла с помощью специальных анализаторов (рентгенофлуоресцентного или ультрафиолетового) и пневмопушек. Отметим, что в данной технологии вода используется в замкнутом цикле, а количество отходов составляет 0,5% (стеклянная пыль, люминофор, покрытия). Данный способ разделения стекол используется компаниями Swissglas AG (Швейцария), RTG GmbH (Германия), SIMS (Великобритания).

    Перейдём теперь к наиболее важному вопросу – утилизации свинцового и бариево-стронциевого стекла. До недавнего времени данные стекла в основном отправлялись на заводы для изготовления новых кинескопов. Однако с появлением жидкокристаллических и плазменных дисплеев производство кинескопов прекратилось, что сделало данный способ переработки практически неактуальным. Тем не менее, в Китае существует три предприятия (Shaanxi IRICO Electronic Glass, Henan AnCai Hi-Tech и Henan AnFei Electronic Glass), которые могут использовать до 100 тысяч тонн стекла в год, что составляет лишь незначительную часть от общего количества (5,2 миллионов тонн согласно докладу университета Qinghua).

    Следует отметить, что бариево-стронцивое стекло нашло применение в производстве строительных материалов в связи с низкой выщелачиваемостью ионов бария и стронция, концентрация которых не превышает допустимые нормы. Поэтому далее речь пойдет только об утилизации свинцового стекла.

    На сегодня единственным и наиболее широко распространенным методом переработки свинцового стекла является применение его в качестве вторсырья для получения свинца. Для этого используют металлургические плавильные печи для свинца, в которых флюс частично замещается свинцовым стеклом. Однако количество печей, которые используют свинцовое стекло в своем технологическом процессе, на весь мир довольно не велико. Например, Doe Run (США), Xstrata и Teck Cominco (Канада), Boliden Rönnskär Smelter (Швеция), Metallo-Chimique (Бельгия).

    Ввиду малого количества печей и больших затрат на транспортировку вторсырья к ним, это привело к тому, что было проще отправить свинцовое стекло на полигон. Однако некоторые компании, занимающиеся утилизацией «электронного мусора», выбрали иной путь.
    Например, чтобы решить данную проблему, компания SWEEEP Kuusakoski Ltd. (Великобритания) совместно с Nulife Glass, Шеффилдским университетом и университетом Аалто разработали и 30 ноября 2012 года запустили в эксплуатацию печь для получения свинца из стекла. Нагрев печи осуществляется электричеством, а в качестве сырья используется предварительно измельченное и смешанное с восстановителем свинцовое стекло (крошка размером до 3 мм). После процесса восстановления при 1200 oС на выходе получают гранулы свинца и стекло. Данная печь может перерабатывать до 10 тонн стекла или до 2 тысяч больших телевизоров в день.

    Репортаж с церемонии открытия


    Были предложены также альтернативные методы утилизации свинцового стекла. В целом все они сводятся к идее использования стекла для изготовления строительных материалов (пеностекло, например) или в качестве добавки в такие строительные материалы как кирпич, бетон, цемент, декоративная плитка и др. Строительные материалы с повышенным содержанием свинцового стекла могут использоваться для защиты от рентгеновского излучения. Также было предложено использовать свинцовое стекло в керамической промышленности для создания глазурей, которые стойки к выщелачиванию.

    Основным недостатком строительных материалов с добавками свинцового стекла является снижение их механических свойств. Кроме того, результаты проведенных тестов на выщелачиваемость показали, что концентрация ионов свинца в большинстве случаев превышает допустимые нормы (по американским стандартам концентрация ионов свинца не должна превышать 5 мг/л). Также отметим, что во многих странах использование токсических веществ в строительных материалах запрещено законодательно.

    Выше обозначенная проблема может быть решена путем специальной химической обработки стекла, суть которой заключается в предварительном выщелачивании свинца. В данном способе выщелачивание, как правило, проводят с помощью азотной кислоты в течение одного часа с последующей промывкой и сушкой измельченного стекла. Далее продукты выщелачивания отправляются на химический завод для дальнейшей переработки, а полученная стеклянная крошка может быть использована в строительных материалах. Данный метод утилизации свинцового стекла применяется в Гонконге.

    В заключение следует сказать, что проблема утилизации старых телевизоров и мониторов с ЭЛТ будет актуальной как минимум ещё на протяжении следующего десятилетия. Ситуация же с решением данной проблемы может значительно отличаться в различных странах мира, что прежде всего, связано с отсутствием или наличием технологий и предприятий по переработке, государственной поддержки, культуры утилизации. В странах СНГ, а также в Украине положение дел в этом плане можно сказать имеет удручающее состояние. Лишь не во многих случаях кинескопы оказываются на специальных полигонах, а об их переработке приходиться лишь мечтать.

    Похожие публикации

    AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

    Подробнее
    Реклама

    Комментарии 37

      +4
      Где же вы были когда я бил кинескопы на мусорниках… Теперь мне бы не было так весело!
        +23
        и чтобы вы сделали тогда? Били, но с грустью?
          +15
          «Бил и плакал, господа, бил и плакал.»
        +3
        У меня на шкафах пылятся 3 элт монитора. Вроде и совершенно не нужны, но и выкинуть жалко. Особенно, зная, что с ними на улице будет..)
          +1
          По-моему если у вас есть ненужный чем-то примечательный ЭЛТ-монитор/телевизор (большой крутой тринитрон из последних или наоборот в прямом смысле «тёплый ламповый» полностью аналоговый телек) в неплохом состоянии — лучше выставьте на аукцион типа eBay. Я бы купил если бы было куда ставить. Помню ещё пару лет назад у меня был 18-дюймовый тринитрон Dell, такой гроб на 3/4 стола, это было просто нечто, привыкшим к ширпотребным ЖК-панелям и не вообразить такого качества изображения. Отрывая от сердца отдал товарищу когда переезжал т.к. ставить некуда (тогда переезжал из отдельной общажной комнаты на койкоместо в хостеле, а сейчас где живу просто стол маленький) и таскать влом.
            +2
            я не думаю что почта России/таможня смогли бы сохранить ламповый ТВ в целости
              +2
              Ой да ладно, «качество изображения». Если сравнивать его с пионерами рынка ЖК-мониторов — то да, ЭЛТ был на высоте. А поставить сегодня этот гроб на 3/4 стола, и какой-нибудь современный монитор (даже(!) на базе TN-матрицы, если нет требований идеальной цветопередачи) — уверяю вас, обратно за ЭЛТ вам не захочется.
                0
                Наглядный пример выборочности человеческой памяти. :)
                  0
                  У меня сейчас на столе стоят относительно неплохой TN iiyama B2403WS 1920х1200 и CRT Мицубиси 2070SB — в зависимости от задачи от 320х200 до1600х1200.

                  Преимущества CRT:
                  — Цвет. без комментариев.
                  — Любое разрешение выглядит достаточно четко. можно играть в DOS-ные игры не раздражаясь на это убогое мыло.
                  — В теории, 120Hz позволяют использовать 3д-очки, но я никогда не пробовал.
                  — Полосы чистых цветов R, G и B на черном фоне (крайне редко встречаемая картинка) на ЖК-мониторе для меня выглядят явственной лесенкой, у ЭЛТ при хорошем фокусе все ровно.
                  — Глаза. У меня они значительно меньше устают от ЭЛТ.

                  Собственно, всё. Недостатки опишете сами. Самое подлое, что у него постепенно уплывают настройки, каждый месяц приходится брать Naviset и подкручивать геометрию, а то и отверткой в задницу тыкать (там подстройка фокуса).
                +4
                В первом видео такие видеоряд и музыка, что кажется, будто смотришь фильм Балабанова. Сурово.
                А вообще тема интересная, спасибо за экскурс.
                  +3
                  Смотрел первое видео и прям сердце кровью обливалось, как будто съемки с бойни, которые так любят выкладывать зоозащитники. Еще ведь и музычку надрывную добавили, чертяки.
                    0
                    В одном из таких топиков интересно было бы увидеть опрос: "Пользуетесь ли вы ЭЛТ-монитором и насколько часто? (постоянно, редко на одном из рабочих мест, хранится в резерве, но не пользуюсь, хранится, но, вероятно, не буду пользоваться, не буду пользоваться по причине мерцания)".
                      +2
                      — Кинескоп составляет примерно треть массовой доли
                      Наверно, имелось в виду две трети
                        0
                        Спасибо, опечатку исправил.
                        +2
                        Это все конечно замечательно, но что делать то? В смысле, куда нести монитор, чтобы его правильно утилизировали? И вообще у нас кто-нибудь этим занимается?
                          0
                          Можете попробовать обратиться в фирмы, которые занимаются утилизацией оргтехники, при этом, возможно, придется ещё заплатить. Естественно максимум, что они смогут сделать, так это достать перерабатываемые компоненты, а кинескоп отправить на специальный полигон.
                          0
                          Интересно что люминофор не применяют нигде. Там же чистейшие хим составы используются. Правда я не в курсе что с этими составами происходит после лет бомбардирования электронами…
                            0
                            Судя по тому, что его захоранивают отдельно — ничего хорошего.
                              0
                              Я предполагаю, что люминофор из кинескопа не перерабатывают потому, что содержание ценных веществ в нем крайне мало, а их извлечение сложное и дорогостоящее.
                              0
                              До сих пор в подвале валяется 3 целых рабочих семнашки. Что с ними сейчас делать непонятно.
                                0
                                Я свои в прошлом году возле мусорного бака оставил. Постоял, посмотрел на них, попытался представить себе вариант, при котором я смогу их использовать и понял что вариантов нет. Потом представил себе сколько места от них освободится, после чего без угрызений совести вынес.
                                  0
                                  Отдать в спец. организацию по переработке и захоронению подобного оборудования.
                                  –1
                                  Повбивав би ©
                                    +1
                                    Дома с 2004 года использую элт монитор. Давно бы заменил на современный, но он работает и работает.
                                      0
                                      А я свой задаром отдал, тоже работал слишком долго, но в 2009 моему терпению пришел конец!
                                      0
                                      80-е:
                                      — Помнишь такой телевизор КВН-49?
                                      — Да, видел в музее, это было круто!

                                      2013:
                                      — Помнишь такой монитор Samsung Syncmaster 17''?
                                      — Не, не слышал!
                                        0
                                        «В странах СНГ, а также в Украине положение дел в этом плане можно сказать имеет удручающее состояние.»

                                        Автор статьи, а также комментаторы упоминали какие-то полигоны, но никто конкретно не сказал. По факту, имеются ли таковые полигоны в странах СНГ? Если кто-то влаедеет этой информацией, поделитесь пожалуйста.
                                          0
                                          В России, например, есть полигоны Красный бор (под Санкт-Петербургом), Серебристый (недалеко от Красноярска), также есть в Томской области и на Урале. В Украине, насколько я знаю, опасные вещества часто хранятся по месту их производства и ждут своей утилизации или частично вывозятся на полигоны ТБО в различных областях Украины.
                                          0
                                          Интересно как поступают с телевизорами и мониторами такие фирмы как Эльдорадо\Мвидео\Корпорация центр\ после акции утилизации.

                                          Боюсь не так как на первом видео :(
                                            +1
                                            Мужчины, я занимаюсь утилизацией оргтехники и электронных отходов не первый год. Рассказываю. На данный момент как происходит в России. Вынимается цоколь кинескопа (он из хорошей нержавейки). Затем кинескопы при наборе транзитной нормы выкладываются на бетонной площадке, подгоняется экскаватор с магнитом, который бьет кинескопы и вытаскивает железо. В результате на выходе имеем загрязненный стеклобой и везем его на полигон. И если вы думаете что везти его обязательно на спецполигон — вы ошибаетесь. С помощью биотестирования было выяснено что это — 4-й класс опасности. Как ТБО. Так что если кто-то расскажет что добавляет стеклобой кинескопов в бетон и прочую чушь — можете бить ему с вертушки в щи. Объясню почему — невозможно официально внести в ТУ добавление такого неоднородного по химсоставу сырья и никто не будет признавать что добавил стеклобой кинескопов в стройматериалы — РПН и прочие сожрут с потрохами.
                                              0
                                              Дабы не запутывать читателей, хочу отметить, что данная статья написана на основе анализа зарубежной научной литературы, поскольку толковая отечественная литература по этой теме отсутствует. В связи с этим следует уточнить, что методики применяемые для оценки опасности веществ за рубежом и у нас, могут существенно разниться. Как правило, в зарубежной литературе для оценки выщелачиваемости используют Test Method 1311, Toxicity Characteristic Leaching Procedure (тест разработан U.S. Environmental Protection Agency). Данный тест свинецсодержащие стекла не проходят по причине превышения допустимой концентрации, что в следствии значительно удорожает и усложняет процедуру захоронения на полигонах. Насчет применения стекла кинескопа в строительных материалах, могу сказать, что данный подход к утилизации стекла широко рассматривается в зарубежной литературе. Однако об успешности или провале этой идеи я не берусь судить ввиду отсутствия достаточного количества информации, чтобы сделать однозначные выводы. Также отмечу, что выводы о состоянии в дел по утилизации кинескопов в странах СНГ были сделаны с точки зрения зарубежного опыта по причине выше указанной мною. И ещё раз повторюсь, что ситуация по утилизации мониторов и телевизоров может значительно отличаться в различных странах мира.
                                                0
                                                Так я же не спорю, что в каждой избушке свои погремушки. Просто делюсь опытом. Я лично видел, как в Финляндии и Швеции вывозили этот вид отхода на полигон, но здесь вопрос в устройстве полигона — они часто используют заброшенные шахты и выработки для подобного — забивают 50м тоннеля стеклобоем, ставят бетонную пробку и следующие 50 м забивают.
                                                В статье, кстати, не упомянут один интересный аспект — при бое кинескопа из него все-таки выходит некоторое количество веществ в газообразном состоянии. Так на одном небольшом заводе в Финляндии мне дословно следующее рассказали — а мы колотим кинескопы когда ветер не дует на расположенный недалеко городок, а то мало-ли… Хотя анализы говорят о том, что не так всё и плохо в этом газе по химии.
                                                Со своей стороны могу сказать что рассматривал я и удаление люминофора промышленными пылесосами и мытье стекла с последующим таблетированием осадка, но инвестиции слишком велики и слишком большой горизонт вложения.
                                                  0
                                                  Спасибо за дополнительную информацию. Ниже Вы указали, что некоторое время работали в SWEEEP Kuusakoski Ltd., поэтому возможно, сможете утолить моё любопытство сказав куда они девали битые кинескопы до того как запустили печь?
                                                    0
                                                    SWEEEP — это подразделение в Великобритании. Я в Kuusakoski Russia работал, но смысл от этого не страдает.
                                                    Да на полигон они по всей Европе возили ЭЛТ, а все плоские возят на завод в Прибалтику.
                                              +1
                                              Да и кстати я работал в компании, чей чудный ролик про печку предоставлен в посте. И расскажу я вам, что их подход к экологии в России и Европе — две разные вещи. Если по закону можно чего-то не делать, что полезно для окружающей среды, но затратно — этого не делают.
                                                0
                                                > Если по закону можно чего-то не делать, что полезно для окружающей среды, но затратно — этого не делают.
                                                В России?
                                                Мне кажется в России не делают ничего, что не приносит быстрого бабла.
                                                  0
                                                  Тут о другом разговор. Ты позиционируешь себя как правильного и грамотного переработчика электронных отходов. И занимаясь «неправильно» ты получаешь прибыль в 50% (условно), а если бы ты поправил технологию и сделал все правильно для экологии — ты бы стал получать 30%. Так вот, к чему я — либо ты правильно позиционируй себя и не кичись тем что полностью европейский опыт переносишь сюда, либо говори что делаю по законам РФ, которые европейский опыт вертели.

                                              Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                              Самое читаемое