Với sự phụ thuộc ngày càng tăng của người dùng gia đình trên các thiết bị điện tử và sự phổ biến ngày càng tăng của các màn hình tinh thể lỏng (LCD), một khi các thiết bị này không còn sử dụng nữa, giảm tác động môi trường của chúng ngày càng trở nên quan trọng.
Các nghiên cứu trước đây đã chứng minh sự nguy hiểm của các tấm LCD chứa tinh thể lỏng, indi và các kim loại nặng khác, nhưng hiện tại không có giải pháp để tái chế các tấm này.
Trong bối cảnh này, các nhà nghiên cứu tại Viện Nghiên cứu Công nghệ Công nghiệp Đài Loan (ITRI) dự định phát triển một hệ thống tái chế chất thải LCD mới để thay đổi tình trạng này. Hệ thống này hiệu quả về chi phí, không tạo ra bất kỳ chất thải nào và cho phép các nhà sản xuất tiết kiệm và tái sử dụng một số kim loại nặng có giá trị để sản xuất màn hình LCD. Hệ thống này cho phép thu hồi tinh thể lỏng, indi và thủy tinh bằng cách tích hợp phân tách tuần tự, tinh sạch ppb và công nghệ nano.
Tinh thể lỏng là một hóa chất tổng hợp với chi phí đơn vị cao và độ ổn định cao và không dễ phân huỷ sinh học. Cấu trúc tinh thể lỏng chứa một lượng lớn vòng benzen, flo, clo và brôm. Nếu nó được chôn, nó sẽ xâm nhập vào hệ thống nước ngầm và ảnh hưởng đến hệ sinh thái.
Nhà nghiên cứu Chien-Wei Lu của ITRI cho biết: "Các tấm tinh thể lỏng, mặc dù chỉ dày vài milimét, chứa hơn chục vật liệu, khiến việc xử lý và tái chế chúng đặc biệt khó khăn. Chúng tôi có phân tích sâu về đặc tính và khả năng sử dụng lại của từng vật liệu trong và theo sự tương quan giữa mỗi vật liệu, chương trình tách logic được thiết kế: trước hết là tách tinh thể lỏng, vật liệu indium và thủy tinh, rồi phát triển các công nghệ lọc khác nhau cho từng vật liệu, và sau đó nhận ra việc tái sử dụng các vật liệu này. " Phương pháp này được đập từ bảng điều khiển Hệ thống bắt đầu với khả năng đập vỡ màn hình LCD để lộ vật liệu tinh thể lỏng trong bảng điều khiển. Bảng LCD tách ra sau đó đi vào một hệ thống chiết tinh thể lỏng liên tục và tinh thể lỏng trong đó có thể được chiết xuất bởi một thuốc thử cụ thể trong đa số các chu kỳ. Các tinh thể lỏng được tiếp xúc trên bề mặt của bề mặt thủy tinh, cho phép hệ thống giảm thời gian xử lý bằng cách tích hợp chức năng tách chiết và tinh lọc. Các tạp chất trong đó có thể được loại bỏ bằng cách hấp thụ muối. Sau khi loại bỏ các tinh thể lỏng, các mảnh bảng điều khiển nhập vào hệ thống khai thác indium và được sử dụng nhiều lần bởi các đại lý chà để cho phép loại bỏ indium từ các mảnh bảng. Kết tủa chứa indi được hòa tan bằng thuốc thử và đi vào hệ thống nồng độ indi, sau đó được cô đặc bằng nguyên tắc kết tủa.
Sau khi loại bỏ hầu hết vật liệu, quá trình thu nhận SiO2, Al2O3, B2O3 và kính ôxit kim loại kiềm thổ khác đã được bắt đầu. Các tinh thể lỏng chiết xuất bằng phương pháp mới này có thể được tái sử dụng để nhận ra sự tái chế của indi và vật liệu thủy tinh tinh thể lỏng. Tinh thể lỏng chiết xuất từ một bảng điều khiển chất lỏng tinh thể lỏng có thể đạt được gần 100% phục hồi tinh thể lỏng và 90% phục hồi indium. Quá trình này có thể làm giảm chi phí tạo ra tinh thể lỏng mới và giảm tác động đến môi trường.
Nguy cơ màn hình LCD
Các nghiên cứu trước đây đã cho thấy sự nguy hiểm của tinh thể lỏng, indi và các kim loại nặng khác có trong các tấm LCD. Nếu các sinh vật ăn tinh thể lỏng tan trong chất béo, chúng có thể được lưu trữ trong cơ thể mà không có sự trao đổi chất, dẫn đến các bệnh về cơ quan khác nhau. Nếu đốt ở nhiệt độ đủ cao, tinh thể lỏng có thể biến thành một CFC và phá hủy tầng ôzôn trong khí quyển; nếu nó được đốt ở nhiệt độ thấp, tinh thể lỏng có thể trở thành dioxin, PCB, axit hydrochloric hoặc axit hydrofluoric, và đây là những thủ phạm gây ô nhiễm môi trường. Thủ phạm.
Xử lý vật lý thông thường các tấm tinh thể lỏng yêu cầu tấm bị vỡ và sau đó được thêm vào xi măng hoặc bê tông, nhưng phương pháp này không thể loại bỏ các vật liệu như tinh thể lỏng, indi, thiếc và molypđen trong bảng tinh thể lỏng. Vì vậy, sau khi xói mòn nước mưa, vật liệu tinh thể lỏng và vật liệu kim loại nặng có thể gây ô nhiễm nghiêm trọng cho môi trường.
Các tấm LCD được đánh dấu là chất thải nguy hại ở nhiều quốc gia và khu vực. Tình trạng này đòi hỏi phải xử lý tại chỗ hoặc chôn lấp, đốt cháy, hoặc xử lý vật lý chất thải panel LCD, nhưng điều này làm tăng chi phí xử lý và thiệt hại về môi trường.
Để thử nghiệm công nghệ mới này, ITRI đã thiết lập một nhà máy thí điểm có thể xử lý khoảng 3 tấn chất thải panel LCD mỗi ngày, tạo ra 3 kg tinh thể lỏng, 750 g indi và khoảng 2550 kg thủy tinh, có thể được tái sử dụng như một xây dựng xanh hoặc như một vật liệu hấp phụ kim loại nặng.
Người ta ước tính rằng hàng trăm ngàn tấn chất thải panel LCD được sản xuất mỗi năm ở Bắc Mỹ. Do đó, việc xử lý hiệu quả chất thải panel LCD là một nhiệm vụ cấp bách!
