Электроника изменила жизнь современного общества, но вместе с огромными возможностями, вышедшее из эксплуатации электрическое и электронное оборудование (электронный лом) создает одну из самых важных мировых проблем, актуальных, в том числе, и для России. По данным ООН суммарный объём таких отходов в мире составляет более 50 млн. т в год. К оборудованию, которое работает при наличии электрического тока или электромагнитного поля, относится множество категорий бытовых и промышленных устройств: компьютеры, мониторы, телевизоры, мобильные, телекоммуникационные устройства и т.п. [1]. Автотранспортный комплекс (АТК) здесь является одним из наиболее быстрорастущих секторов электронной промышленности особенно в регионах России с высоким уровнем автомобилизации. Развитие НТП и законы рынка, ведут к постоянному обновлению технических моделей, как автомобилей, так и используемой в АТК компьютерной техники. Устаревшее и сломанное оборудование, которое не удовлетворяет современным потребностям, отправляется в утиль. Исходя из масштабов и темпов роста рынка электронного лома, оптимизация процессов его утилизации позволит:
– снизить уровни загрязнения окружающей среды и риск здоровью человека, поскольку эти отходы содержат опасные вещества (селен, барий, бром- и хлор- органические вещества, поливинилхлорид, тяжелые металлы);
– способствовать сокращению энергетических затрат и потребления невозобновляемых природных ресурсов, как источник ряда ценных материалов (металлы в т.ч. драгоценные и редкоземельные, пластик, стекло).
В качестве объекта исследования для утилизации и переработки электронного лома были выбраны предприятия транспортного комплекса и парк легковых автомобилей г. Москвы и Московской области. Для эффективного функционирования объектов, осуществляющих деятельность по утилизации электронного лома, важной является задача достоверного определения массы образующихся отходов. В настоящее время программное обеспечение и электронные компоненты определяют до 40 % стоимости современного автомобиля, что вызывает необходимость в повышении компьютерной мощности самих предприятий АТК (транспортных и других предприятий разных форм собственности, автосервисов и др.). Объем образования электронного лома будет зависеть от количества техники на предприятии (мониторы, системные блоки) или автомобиле (магнитолы, бортовые компьютеры), а так же гарантийных сроков ее эксплуатации.
Для ориентировочной оценки массы электронного лома на предприятиях АТК в г. Москве и отдельных муниципальных районах Московской области использованы данные ГИБДД по количеству автомототранспортных средств, стоящих на учете. Так же в МАДИ была проведена инвентаризация предприятий технического обслуживания и ремонта автотранспортных средств (АТС). Установлено, что удельная численность предприятий АТК составляет 4,74 шт./1000 АТС для Чеховского муниципального района Московской области, в г. Москве – 0,95 шт./1000 АТС. Принято допущение, что удельная численность таких предприятий (на 1000 АТС) пропорциональна удельной плотности АТС на единицу площади территории [2]. За основу подвижных объектов транспорта бралось только количество легковых автомобилей экологического класса Евро 3 и выше.
В соответствии с этими данными, численность предприятий АТК в г. Москве составляет около 4,4 тыс., а в Московской области более 14,5 тыс. единиц. Принято допущение, что минимальное количество компьютерной техники на одном предприятии (монитор + системный блок) составляет 2 единицы без учета периферийных устройств, средняя масса монитора равна 5 кг, системного блока – 10 кг. Состав электронного оборудования на 1 АТС: автомагнитола (средняя масса 0,6 кг) и бортовой компьютер (0,5 кг). Срок службы всей электронной техники – 5 лет [3]. В этом случае, суммарная масса электронного лома (только отходы компьютерной техники) на предприятиях АТК в Московском регионе составляет более 114 т в год. Для подвижных объектов объем образования около 525 т. По результатам расчета было выявлено, что масса электронного лома от подвижных и стационарных объектов транспорта составляет не более 3 процентов по сравнению с общим количеством электронной и электрической бытовой техники, образующейся в регионе. Следовательно, целесообразно будет внедрить технологию по утилизации электронного лома на уже действующем объекте.
При отсутствии комплексной системы сбора и утилизации отходов электрического и электронного оборудования в масштабах страны, в отдельных ее регионах (например, Москве и Московской области) успешно работают предприятия, осуществляющие транспортировку и переработку электронного лома. Наиболее крупной компанией здесь является ЗАО «ПЕТРОМАКС» (г. Лобня). Основная ее специализация – транспортировка и переработка электронного лома бытовой техники. У предприятия имеются постоянные площадки сбора, так же регулярно проводятся акции по сбору таких отходов в скверах и парках Московского региона.
С учетом особенностей электронного лома, образующегося на предприятиях и объектах транспорта, был проведен поиск эффективной, экологически-безопасной технологии его переработки, а так же подбор основного оборудования. При этом учитывалось, что утилизации электронного лома будет производиться не только от объектов транспорта, но и от суммарных объемов отходов электронного и электрического оборудования, образующихся в других сферах.
Во всех наиболее распространённых технологиях переработки присутствуют:
1) механическая разделка, как смешанного лома, так и его отдельных узлов и элементов;
2) обогащение лома содержащего драгоценные и благородные металлы путём многократного дробления и сепарации полученной смеси в гидроциклонах и методами флотации;
3) гидрометаллургическая, пирометаллургическая переработка или использование электролитических методов.
В основе выбранной технологии (Патент РФ № 2521766) – физико-химические методы извлечения с предварительной механической разделкой молотковой дробилкой. Этот способ переработки отличается высокой производительностью, максимальным извлечением элементов (драгметаллов из материнских плат и центральных процессоров (ЦП)). Используемое оборудование относительно несложно в эксплуатации, не требует специализированного технического обслуживания, однако достаточно энергоемко. Весь процесс по переработке электронного лома можно подразделить на три технологические линии по роду компонента: материнские платы, пластиковые ЦП, керамические ЦП.
Основные стадии процесса:
1) Сортировка: разделение отходов по типу компонентов. Это позволит быстрее и качественней произвести процесс переработки, так как для каждого вида отхода используется определенная цепочка из аппаратов.
2) Основная стадия или непосредственная переработка каждого узла (на примере, материнских плат): дробление, циклонная сепарация, магнитная сепарация, выщелачивание серной кислотой, получение осадка, кристаллизация и электролиз. Отработанная на этапе выщелачивания вода отправляется на нейтрализацию, а затем возвращается в технологический процесс.
3) Заключительная стадия: исследования по выявлению качества полученного продукта, распределение полученных компонентов состава электронного лома потребителям или отправка на дальнейшую переработку.
Принимая во внимание, что возможность повторного использования компонентов электронного лома после переработки в нашей стране только начинает вызывать интерес, необходимо помимо технологического решения рассмотреть так же и экономическую эффективность данной технологии. С учетом материального состава электронной и компьютерной техники, себестоимости готовой продукции, а так же капитальных затрат, постоянных и переменных расходов, найдена точка безубыточности – годовой расход около 16,5 тыс. т электронного лома в год.
Библиографическая ссылка
Баёва Д.В., Комков В.И. РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМ УТИЛИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОННОГО ЛОМА ОТ ПОДВИЖНЫХ И СТАЦИОНАРНЫХ ОБЪЕКТОВ ТРАНСПОРТА // Международный студенческий научный вестник. – 2017. – № 4-5. ;URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=17485 (дата обращения: 16.04.2024).