Отходы от электрооборудования – выброшенных компьютеров, мониторов, жестких дисков, принтеров, факс-машин, копировальных аппаратов, различных типов телефонов и даже телевизоров – собираются в Америке в больших объема, но не всегда благодаря той ценности, которые они представляют как сырье для повторной переработки. Восстановление металлов, из которых изготавливаются детали печатных плат, приносит более чем 3 доллара с одного фунта, однако это без учета затрат на утилизацию вредных и малоценных материалов.
Два главных фактора стимулируют сбор и переработку отходов электрооборудования. Первый - корпорации уничтожают старые компьютеры, стремясь обеспечить безопасность данных. Второй - правительства многих стран поддерживают или принуждают в обязательном порядке осуществлять сбор отходов от электрооборудования по причине содержания вредных химикатов во многих комплектующих. С 1993 года Американское агентство по охране окружающей среды относит к вредным материалам также электронно-лучевые трубки и жидкокристаллические экраны ввиду содержащихся в них свинца и ртути. В персональных компьютерах используются перезаряжаемые литиевые аккумуляторы и печатные платы с компонентами, сделанными из тяжелых металлов.
Однако наибольший объем структуре отходов от электрооборудования занимают пластмассы, многие из которых содержат бромированные огнестойкие добавки.
Согласно исследованию, проведенному Университетом Британской Колумбии и опубликованному в февральском номере журнала Resource Recycling, лидером по содержанию пластмасс среди электрооборудования является ПК- 2,62 фунта в корпусе и 1,13 в печатных платах.
Рисунок 1. Пластмассы, из которых изготавливались старые компьютеры, содержат огнезащитные добавки, что, ввиду новых законодательных норм, препятствует их переработке в Европе. По данным Агентства по охране окружающей среды, в прошлом году в США было продано 57 миллионов компьютеров. Средний срок службы одного ПК – 2-3 года. Понятно, что объем отходов в этой отрасли очень велик.
Новые законодательные нормы ЕС «Об ограничении использования некоторых вредных веществ в электрическом и электронном оборудовании», вступившие в силу в 2006 году, ограничивают количество бромированных огнестойких добавок до не более чем 0.1% полиброминированного бифенила (ПБД) и полибромированного дифенилоксида. И хотя современная электроника производится с негалогенизированными огнестойкими добавками, все-таки более старое оборудование пока еще используется достаточно широко. Это лишает компании, продающие продукты переработки пластмасс в Европе, возможности использовать материал вторично и делает нецелесообразной переработку замкнутого цикла.
Что делать переработчикам?
«Компании-переработчики зависят от ситуации на рынке. Если «Правила ограничения использования вредных веществ» запрещают вторичное использование этих материалов, что нам остается с ними делать?» – задается вопросом Дарен Арола, директор по экспорту американской компании MBA Polymers, - переработчика пластмасс из электрооборудования и других видов товаров длительного пользования. MBA построила совместные перерабатывающие заводы в Китае в 2005 году и в Австрии в 2006-ом. На них производятся вторичные АБС-пластик, ударопрочный полистирол и полипропилен, которые, как утверждает Arola, по чистоте и консистенции эквивалентны первичным материалам. Но MBA не берется за переработку огнестойких материалов, потому что для них очень сложно найти конечного потребителя.
Рисунок 2. Оборудование, собираемое согласно директиве ЕС «Об отходах электроприборов», включают электронику и различные электрические товары. MBA Polymers проверяет поставщиков отходов электрооборудования и тестирует поступающие пластмассы на композицию и уровень содержания в них огнеупорных добавок. MBA предпочитает отбирать материалы низковольтных электроприборов, не имеющих в своем устройстве электронно-лучевых трубок, и потому не требующих использования огнезащитных материалов – таких как телефоны, принтеры и холодильники. Axion Polymers, британский переработчик пластмасс из отходов электрооборудования, также сортирует поступающие материалы, убирая полимеры с бромированными огнезащитными добавками. «Электрооборудование, в конструкцию которого входят печатные платы, а также корпусы мониторов, фотокопировальные устройства и другие высоковольтные приборы – это особенно сложные компоненты комплекса «электроотходов», в которых высоко содержание брома”, - говорит директор Axion Polymers Роджер Мортон. «Бромированные огнезащитные материалы не находят достаточно рынков сбыта », - добавляет он.
Эту недостаточность демонстрирует одна американская компания, продающая несортированные отходы электрооборудования по цене 2 евро за фунт местному утилизатору автомобилей, который смешивает их с материалами от раздробленных деталей автомашин. Смесь используется в качестве засыпки для санитарной мусорной свалки, избавляя от необходимости использования чистой земли.
Переработку отходов от электрооборудования стимулирует также стремление крупных корпораций к защите своих данных. Производя замену электронного оборудования, компании платят за гарантию полного уничтожения старых компьютеров, чтобы не допустить распространения конфиденциальной информации. Это высвобождает большое количество микрочипов и жестких дисков, из которых может быть извлечен и восстановлен металл. Кроме того, переработчики все чаще приходят к выводу, что восстановление и перепродажа целых, не разобранных на запчасти компьютеров и мониторов, имеет больше рынков сбыта, чем восстановление материалов, из которых они состоят.
Увеличивающаяся груда пластика
После уничтожения жестких дисков и микросхем памяти, починки компьютеров, восстановления ценных металлов и извлечения опасного стекла остается все увеличивающаяся груда пластикового покрытия от мониторов, принтеров, факс-машин и телевизоров, которое может быть вторично переработано только будучи отсортированным по типу содержащихся полимеров и наличию или отсутствию в нем огнестойких материалов.
Поскольку пластмассы из отходов электрооборудования – это новая категория для законодателей, собирателей отходов, переработчиков и конечных потребителей, документация в этой области еще находится в зачаточном состоянии. Согласно подсчетам Института индустрии переработки утильсырья в Вашингтоне, который только в этом году стал готовить отчеты о переработке отходов электрооборудования, объем собранных «электроотходов» в Америке составил 1.5 миллиарда фунтов, из которых приблизительно 10% были повторно переработаны. Согласно отчету за 2006 год Международной ассоциации переработчиков электроники, базирующейся в г. Албани, штат Нью-Йорк, переработка отходов от электрооборудования в 2005 году составила 2,8 миллиардов фунтов. Из них 245 миллионов фунтов - это каким-либо образом переработанная пластмасса.
В двух американских штатах и одной канадской провинции переработка компьютерного оборудования является обязательной: в Калифорнии - с 2005 года, Мэне и Алберте – с 2006 года. В ближайшем будущем подобные законопроекты будут приняты и в других штатах. Калифорнийский объединенный совет по управлению отходами выдал лицензии 53-м разборщикам компьютеров и более чем 400 центрам сбора отходов, обработавшим около 127,6 миллионов фунтов в прошлом году. Согласно Европейской директиве об утилизации отходов производства электрического и электронного оборудования, начиная с 2006 года, сбор выброшенных электроприборов является обязательным.
Ушедшие в Китай
Из-за содержащихся в них огнезащитных материалов, пластмассы из отходов электрооборудования находят практическое применение, главным образом, в Китае. Поскольку точных данных в этой области нет, вероятно, 99% всех пластмасс упаковывается и поставляется в Китай на переработку, поскольку сортировка их очень трудоемка. В конце 1990-х американское правительство выделяла средства на разработку эффективного метода сортировки пластмасс. Unicor, спонсируемая правительством тюремная обучающая программа, запустила пилотный проект в Льюисбурге, целью которого было протестировать, как детали электрооборудования могут отбираться для вторичного использования вручную, и заключила, что этот процесс нерентабелен. Unicor поставляет упакованную пластмассу со своих заводов по разборке электрооборудования агентам и компаниям, занимающимся уплотнением материала, для отправки в Китай.
Рисунок 3. Автоматическая сортировка полимеров на заводе MBA в Китае позволяет производить чистые марки АБС-смол, ударопрочного полистирола и полипропилена из пластмасс с низким содержанием огнестойких добавок, собранных по всему миру.
Fortune Metals and Plastics, - крупный американский переработчик, располагающий 25 заводами в США, Мексике, Гонконге и материковой части Китая, 10 лет назад основала в Нанджинге совместное предприятие по сортировке и восстановлению металла и пластмасс из электрооборудования. С тех пор она построила еще три завода в Китае. Нанджинское предприятие прошло сертификацию по стандартам ISO 9001 и ISO 14001, компания обеспечивает своих работников питанием, жильем и медицинским обслуживанием.
Parc Corp. в Северной Авроре уплотняет пластмассы из электрооборудования. Компания была учреждена 6 лет назад для закупки пластикового покрытия старых телевизоров и мониторов, из которых были извлечены металлические и стеклянные составляющие, и поставок его в Китай. Parc Corp продает пластмассы собственному предприятию в Оингдао, северный Китае, где материал сортируется, металлические части изымаются. Пластиковые детали промываются вручную. «Они сортируют АБС-пластик, смеси АБС и поликарбонатов, ударопрочный полистирол с 80% содержанием чистого вещества, определяя производителя по внешнему виду вещества», - говорит вице-президент компании по продажам Бей Гуан. Тест на горение с воспламенителем позволяет отличить АБС-пластик от смеси АБС и поликарбонатов. Смолы гранулируются и используются на местных рынках для формования корпусов для низкопроизводительного оборудования, такого как кулеры для воды.
Недостаточно хорошая сортировка пластмасс поднимает вопрос о потенциальном качестве продукции и ее влиянии на здоровье. Смесь пластмасс из отходов электрооборудования содержит различные огнезащитные агенты, используемые в производстве АБС-пластика, ударопрочного полистирола и смесей АБС и поликарбонатов разных типов. Самый широко распространенный на сегодняшний день огнестойкий бромированный материал – это оксид декабромного дифенила, не считающийся вредным для здоровья или окружающей среды. Но отходы от более старого электрооборудования могут содержать окто- и пентабромиронные дифенилы – огнестойкие материалы, запрещенные на сегодняшний день как наносящие вред окружающей среде.
Решая проблему огнестойких добавок
Axion Recycling Ltd., консультант по переработке из Великобритании, сотрудничает с Программой утилизации отходов, государственной компанией из Банбери, занимающейся усовершенствованием методов переработки материалов, в целях испытания технологий извлечения бромированных огнестойких добавок из пластмасс, используемых в производстве электрооборудования. Компания выдала лицензию на технологию CreaSolve, разработанную немецким Институтом технологий производства и упаковочных материалов Фраунхофера, и изобрела собственный метод Centrevap.
Рисунок 4. Автоматизированный процесс переработки пластмасс из электрооборудования позволяет отделять полимеры из материалов с низким содержанием огнестойких добавок, как, например, АБС-пластик из телефонов. В обоих процессах происходит растворение огнестойких полимеров, затем из раствора извлекаются огнестойкие агенты и растворитель, чтобы дать осесть полимерам с невысокой огнестойкостью. Опыты Axion Recycling Ltd показали, что технология CreaSolve позволяет снизить концентрацию огнестойких добавок до 0, 055%. Метод Centrevap отфильтровывает субмикронные частицы, такие как окись сурьмы, но не удаляет растворимые огнестойкие добавки.
В технологии CreaSolv используется растворитель, не содержащий летучих органических соединений, разработанный компанией CreaCycle GmbH из немецкого города Гревенбройх. Эта смесь сложных эфиров с высокомолекулярными компонентами подвергается переработке на 99%. «С производством 8 – 10 миллионов фунтов в год конечный полимер стоит вдвое дешевле первичной смолы», - говорит Фраунхофер. Технология CreaSolv была использована пока только в экспериментальном масштабе и в коммерческое производство поступит только через два года.
Автоматизированная переработка отходов электрооборудования
В то время как китайские компании в восстановлении отходов электрооборудования широко используют дешевые ручной труд, около полудесятка переработчиков и восстановителей по всему миру внедрили системы автоматической сортировки пластмасс, используемых в производстве электрооборудования. В 1990-х, изначально бывшая восстановителем металлов, применяя гидроциклоны и разделители по электростатике, цвету и плотности, разработала технологии для восстановления чистых на 99,9% полимеров из измельченной смеси. К примеру, Butler MacDonald Inc. отделяет полипропилен из полиэтилентерефталата в ходе переработки замкнутого цикла использованных картриджей от принтеров и факс-машин.
Рисунок 5. Технология растворения CreaSolv Института Фраунхофера позволяет очистить пластмассы из электрооборудования, снизив содержание бромированных огнестойких добавок до 0,055%. Однако пока это всего лишь экспериментальная система. Butler MacDonald также перерабатывает компьютерные мониторы. Вице-президент Терренс Брадшоу говорит, что это «очень маленький процент» из того, что делает компания. Он отмечает, что вторичные производители и посредники готовы инвестировать в производство оборудования для того, чтобы в первую очередь удалять стеклосодержащие детали и клавиатуры. Затем могут извлекаться металл, примеси и небольшие твердые детали и, наконец, после этого автоматически сортируются полимеры.
На заводах MBA Polymers в Австрии и в Китае применяются инструменты съема металла, измельчители и воздушные сепараторы для удаления пыли, деталей из древесины, резины и стекла. Очищенные хлопья пластика направляются в специальные отсеки, в которых отделяются полипропилен, высокопрочный полистирол и АБС-смолы. Полученный материал проходит контроль качества и пневматическим способом передается в двухшнековый экструзионный смеситель, построенный на заказ MBA в Китае.
MaSeR Corp. из Барри, штат Онтарио, была учреждена в 2005 году для восстановления металлов из отходов электрооборудования с использованием автоматизированных механических процессов, таких как измельчение и растирание в центрифуге. Ее трехступенчатый процесс начинается с предварительного измельчения металла на шести- и восьмидюймовые детали, после чего из изделия извлекаются крупные фрагменты пластика. Оставшийся материал направляется в кольцевую мельницу, а затем в гранулятор. Соединенные металл и пластик затем разделяются в специальном механическом устройстве, которое компания называет «фракционатором». MaSeR продает побочный продукт смеси пластмасс производителям таких продуктов, как шоссейные звукоизолирующие экраны. Как говорится на сайте компании, обработка некоторого электронного оборудования с высоким содержанием пластмасс по этой системе стоит больше, чем конечный продукт.
Plas-Sep Ltd производит электростатическое разделение с использование большого вращающегося барабана (ее собственная разработка) и осуществляет промежуточное разделение для нескольких крупных переработчиков отходов в регионе. Как утверждается, компания практически полностью отделяет АБС-смолы из их смеси с огнестойкими добавками, в зависимости от пропорций компонентов. А также эта технология позволяет отделить полимеры такой же плотности (Plas-Sep представлена в СШA Action International).
Electrocycling GmbH в немецком городе Госларе производит тщательное механическое разделение отходов электрооборудования, главным образом для восстановления металлов, но собирает в год 15 миллионов фунтов пластмассы. Поступающие отходы сортируются вручную и обрабатываются по однородным партиям – например, из одних телефонов или одних телевизоров - во избежание перекрестного загрязнения. Телефоны изготавливаются из АБС-пластика, не содержащего огнестойких добавок, который продается переработчикам. Смеси пластмасс с содержанием огнестойких добавок продаются для сжигания на ТЭЦ. « Лучше сжигать материалы, содержащие огнестойкие добавки, чем растворять и использовать в замкнутой системе», - говорит Жорж Фролих, исполнительный директор Electrocycling GmbH. Plastic Herverwerking Brabant в Нидерландах проводит механическое разделение пластмасс, собранных согласно директиве ЕС «Об отходов от электрооборудования», в несколько этапов.
Британская Axion Recycling учредила в 2006 году Axion Polymers для осуществления автоматизированной сортировки и переработки пластмасс, из которых изготавливается электрооборудование. В год она может перерабатывать 28 миллионов фунтов пластмасс посредством уменьшения размеров, влажной или сухой чистки и автоматического распознавания полимеров, разделения и повторного гранулирования пластмасс.
Автор: Jan H. Schut
Plastics Technology
|
