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新しいLCDパネルリサイクルシステムがリスクと廃棄物を削減

【ブレイズディスプレイの研究開発部門】液晶ディスプレイを搭載した家庭用・車載用電子機器の普及に伴い、使用しなくなった環境負荷を低減することが重要です。

研究は、LCDパネルに含まれる液晶、インジウムおよび他の重金属の有害性を繰り返し示してきたが、現在、これらのパネルをリサイクルするための適切なモデルはない

産業技術研究所(ITRI)の研究者は、費用対効果の高い新しいLCD廃棄物リサイクルシステムを開発し、廃棄物を発生させず、製造業者が使用した貴重な重金属の一部を保存して再利用できるようにするLCDパネルを作成します。 ITRIは、2017年11月17日にフロリダ州オーランドで開催されたR&D 100 Awards Galaで、2017年のR&D 100賞を受賞しました。同じイベントで、ITRIはLCD廃棄物の特別認定:リサイクルシステム。

このシステムは、連続分離、ppbレベル精製、ナノ細孔技術を統合して液晶、インジウムおよびガラスをリサイクルすることによって機能する。

高い単価と高い安定性を有する合成化学物質である液晶は、生分解性があまりありません。 液晶の構造には、大量のベンゼン環、フッ素、塩素、臭素が含まれています。埋めると、地下水系に浸透して生態系に影響を与える可能性があります。

ITRIの研究者Chien-Wei Luは、新しいリサイクルシステムがどのように機能しているかについてR&D Magazineとのインタビューで説明しました。

「数ミリメートルの厚さのLCDパネルには10種類以上の材料が含まれているため、処分やリサイクルが特に困難になっています」とChien-Wei氏は述べています。 液晶パネルに含まれる各材料の特性や再利用性を徹底的に分析し、液晶、インジウム、ガラスを分離した各材料の関連性に応じた論理的分離手順を設計し、これらの材料の再利用。

この方法は、LCDパネルを破砕して液晶を露出させるパネル・スマッシング・システムから始まる。 次いで、分離されたLCDパネルは、連続的な液晶抽出システムに入り、複数のサイクルで使用できる試薬が液晶を抽出する。 液晶はガラス基板の表面に露出しており、抽出・精製機能を統合して処理時間を短縮することができます。

不純物は塩吸着法により除去される。 液晶が除去された後、パネル断片はインジウム抽出システムに入り、パネル断片からインジウムを除去するためにスクラブとして繰り返し使用される。

インジウム含有沈殿物は、薬剤で溶解され、インジウム濃縮系に入り、そこで沈殿原理によって濃縮される。 インジウム含有沈殿物は、次いで、薬剤で溶解され、インジウム濃縮システムに入り、沈殿原理によって濃縮される。

大部分のセル材料を除去した後、アルカリを含まず、SiO2、Al2O3、B2O3および他のアルカリ土類酸化物からなるガラスが収集される。

新しい方法は再利用のために液晶を抽出し、インジウムと液晶をもはや含まないガラスのサイクルを可能にする。

廃LCDパネルから液晶を抽出することにより、液晶回収率がほぼ100%、インジウムの回収率が90%になります。 プロセスは、新しい液晶の生産を減らすことができ、環境への影響を軽減することができます。

「このシステムで廃LCDパネルを処理することで、パネル材料(液晶、インジウム、ガラス)を貴重な再利用可能な製品に変えることができ、利益の増加だけでなく廃棄物の生産を効果的に減らすことができる」とChien-Wei氏。

Chein-Wei氏は、リサイクルシステムを構築する際のいくつかの課題について説明しました。

「ハロゲン置換芳香族化合物を含む液晶は、LCD用に設計され、合成されている」と、Chein-Wei氏は述べた。 "彼らの生産プロセスと最終処分は、重大な健康と環境への影響を引き起こします。 しかし、人々はこの情報を得ることができません。

「廃棄物LCDパネルは適切な環境規制がないため、ほとんどの国で埋立処分または焼却処理されている。 厳しい環境規制がなければ、新しい処分方法を推進することは困難です。

現在の処理技術は、LCDデバイスを複数のコンポーネントに分解し、それらの材料に応じてリサイクルします。 しかしながら、LCDパネルを処理するモデルは存在しない。

LCDパネルのリスク

これまでの研究では、LCDパネルに存在する液晶、インジウムおよび他の重金属の有害性も示されています。

生物が脂溶性の液晶を摂取すると、代謝を伴わずに生物に保存され、器官の病気を引き起こす可能性があります。

十分に高い温度で焼却すると、液晶がCFCに変化してオゾンを損傷し、低温で焼却すると液晶がダイオキシン、PCB、塩酸、または環境に有害なフッ化水素酸になる可能性があります。

パネルを物理的に処理するためには、パネルを分解してセメントまたはコンクリートに添加しなければならず、パネルから液晶、インジウム、スズおよびモリブデンを除去しない。 したがって、液晶や重金属は、雨や洗濯をしても環境に入り込む可能性があります。

これにより、香港や中国を含む国々でLCDパネルを有害廃棄物に分類する国が増えています。 これは、LCDパネルの廃棄物を現場に埋設したり、焼却したり、物理的に処分したりするために、処理コストと環境被害の両方を増加させる必要があります。

この新技術を試験するために、ITRIは、1日に3トンのLCDパネル廃棄物を処理できるパイロットプラントを建設し、3キロの液晶、750グラムのインジウム、および約2550キログラムのガラスを緑の建設として再利用することができます材料または重金属吸着材料である。

北米では、年間数十万トンのLCDパネル廃棄物が生産されていると推定されています。


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