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电视机监视器回收利用的激光切割工艺

2019-11-27 00:001350

摘要:与金刚石切割技术相比,激光切割速度快、质量高、费用低,而且比较干净。 

    电子垃圾是一个全球性的问题。 由于人类社会发展很快和新技术层出不穷,废弃电子设备的数量在与日剧增。这些垃圾既是一种资源,也是一种负担。 

    电子和电气设备含有很多有价值的金属和其它材料, 从循环经济的观点来看,完全有可能使它们成为一种资源,因为在适当处理之后,这些材料的应用价值就会显现出来。电子设备,特别是旧的电子设备还包含一些有害物质,如铅、镉、六价铬和溴化阻燃剂等。为了控制这些有害材料,欧盟正在制订一部新的电子设备回收法,即WEEE-指令(关于废弃电气和电子设备的指令2002/96/EC)。美国(包括加州在内的几个州)、中国及其它各国也紧随其后。 

    在电子设备循环利用方面,回收阴极射线管(CRT)是一项最主要任务,因为它的量很大,而且,新的平板显示器和数字技术正在快速取代老的CRT,废弃的CRT将越来越多。这些CRT含有铅和磷,这些材料对环境和健康都是有害的。铅在漏斗玻璃(背板)里面,而磷则在前玻璃板的里侧。 

来自1.5kw Rofin-Sinar CO2激光器的光束将CRT切成两部分

    欧洲新的电子设备回收法(WEEE-指令),是通过建立一系列关于如何回收以及回收应产生什么结果等法规,来处理CRT的回收问题的。根据WEEE-指令,电视机或监视器重量的65%,必须被循环利用。它还规定:CRT必须从包装中取出,单独进行处理。此外,在玻璃板内表面上的荧光层必须安全地和彻底地清除。这种回收技术必须满足如下要求:第一,必须将CRT切割成两部分,只有这样才能将荧光层安全和彻底清除。然后,该回收技术必须保证下述目标的实现:即旧电视机或监视器的再利用率,要达到其重量的65%,或者更多。如果分离玻璃材料(板玻璃和漏斗玻璃)的工作做得很好,即在板玻璃里不包括含铅的漏斗玻璃,在漏斗玻璃中不包括太多的板玻璃,那么,这个65%的目标是不难实现的;将这些材料卖给CRT制造商,就可实现相应的价值。此外,对操作回收设备的工人来说,该工艺必须高度安全。 

    Proventia Automation (Kempele, Finland; www.proventia.fi)是一家专门为回收、包装和电子工业提供自动化解决方案的公司。现在,它已经发展了一种为回收利用废弃电视机和监视器中CRT的工业解决方案,并已取得了专利权。在这个解决方案的核心是激光切割工艺。在切割电视机或监视器包装之前, 必须将里面的电子器件拆除。此后,将赤裸的CRT送入激光切割机。该切割机会自动测量它的大小,然后再根据其大小选择正确的切割程序。接着,CRT被移至切割区,在那里,来自1.5kw Rofin-Sinar CO2激光器的光束将CRT切成两部分。这个激光器每分钟可切割1-2个CRT,切割速度与CRT大小有关。下一步,需要对CRT内的前后玻璃进行清洗。取出金属遮光板和插脚,用吸尘器将磷光材料吸走,并将它保存好, 稍后作为有害物质处理。含铅的漏斗玻璃和不含铅的板玻璃在由Proventia Automation开发的清洗鼓中清洗。在此之后,这些处理过的玻璃就可以卖给CRT制造商,用于生产新的CRT。 

    与竞争对手金刚石切割技术相比,激光切割技术具有如下优点:第一,切割速度快,Proventia Automation的单条激光线解决方案,具有年处理500,000只CRT的能力。第二,该解决方案产生的分离的CRT玻璃质量很高,可将这种玻璃直接卖给CRT制造商。从经济的角度看这是非常重要的,与达到65%的目标同等重要。第三,该解决方案的运转成本较低,因为CO2储气罐和某些镜子的价格比定期更换金刚石锯要便宜得多。激光切割在切割过程中产生的灰尘也少得多,从而减少了对工人健康的影响。 

    CRT回收利用的关键因素是玻璃的出路。现在,除了用于制造新的CRT之外,还没有其它方面的应用,能大规模地采用这种玻璃。因为,平板显示器的销售在迅速增加,已经有不少人表达了对玻璃修配市场的关心。但是,由电视机和监视器生产商和其它独立团体进行的市场研究表明:在未来5年内,从数量上来说,CRT仍然在显示领域占主要地位,年生产量将超过1亿4千万只。因为,CRT制造商可从使用回收的CRT材料中,节省大量成本和能源费用,回收公司不仅生意火暴,而且还有利于保护环境。 

    到目前为止,Proventia Automation已向芬兰提供了一个系统,向英国提供了两个系统,向德国提供了一个系统。 在CRT- Finland (Forssa)的芬兰装置,是芬兰的第一个装置,起着先锋和试验的作用。现在,它已经完全处在商业化运转中,在技术上,它可处理所有芬兰市场上的CRT垃圾。在英国的两套设备, 一套在Shore Recycling(Perth, Scotland),另一套在Citiraya(Hirwaun,Wales),已在2005年初运转。德国的设备安装在Proventia的合伙人--ZME Elektronik Recycling (Heuchelheim),也已于2005年完成。Proventia Automation正在与美国、中国的回收公司洽谈,希望能在2005年,将第一套设备发送到那里。 

    CRT Finland Oy的总经理Rauno Partanen在评论CRT循环利用和激光切割方法时说:“当我们考虑进入CRT回收行业的时候,对我们来说,一个重要的问题是:在处理之后,材料的利用率应该很高。我们选择激光,在很大程度上根据的就是这一点。因为把两种不同类型的玻璃分开来,就能将玻璃卖个好价钱。有一点很重要,就是在玻璃被再利用之前,必须进行清洗,因此,我们正在用Proventia的清洗技术来做这件事。我们已在电子设备回收技术方面进行了大量投资,因此,现在我们可以进一步提出:要将电视机和监视器的再利用率,提高到90%(按重量计算)。对我们来说,还有一点也是很重要的,即我们的整个工艺(切割和清洗)都是干的,因此,我们不必处理与清洗污染液体有关的问题”。 

    “在理论上,我们的CRT回收生产线能处理芬兰所有老化了的CRT。即使将来CRT的数量会逐渐减少,但我们相信:要处理的CRT总数甚至还会增加。因为,我们的CRT回收技术产生的玻璃很干净,除CRT外,它也可能用于其它方面”。 

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