Переработка гаджетов

Приветствуем вас. Сегодня мы хотели бы поднять тему, которая не слишком популярна как среди производителей, так и среди пользователей. Это тема переработки отслужившей и устаревшей электроники. Любое устройство рано или поздно ломается, либо становится ненужным, и оказывается на свалке. В ряде стран заботливые и исполнительные граждане сдают старую технику на переработку, искренне веря, что таким образом они не загрязняют мир. Увы, в лучшем случае они не загрязняют разве что свою страну, просто электронные отходы вывозят за моря. Конечно, некоторая часть всё же идёт в переработку, но очень небольшая.

А продажи телефонов, смартфонов, планшетов и прочих гаджетов всё нарастают. Теперь к ним присоединятся часы, на подходе очки виртуальной реальности. И вся эта техника содержит в себе примерно треть таблицы Менделеева. О том, из чего же состоят наши гаджеты и насколько хорошо они поддаются переработке, читайте в нашем переводе.

К концу это года во всём мире будет продано около 1 800 000 000 мобильных телефонов. И всего лишь через несколько лет примерно 44% из них будут валяться ненужными. Примерно такая же доля будет перепродана на вторичном рынке, а 4% окажутся на свалках. И лишь 3% будут сданы на переработку.

Эта удручающая статистика предоставлена Хайвелом Джонсом (Hywel Jones) из Университета Шеффилд Халлам (Sheffild Hallam University). В среднем современный мобильный телефон содержит около 300 мг серебра и 30 мг золота. Концентрация золота в телефоне в 50 раз выше, чем в руде в шахте. Одних лишь этих двух металлов за текущий год будет использовано на 2,5 млрд долларов.

В целом наши телефоны состоят примерно из 40 химических элементов. И из них только 17 могут быть переработаны в лучшем случае на 95%, даже на таких сложных предприятиях с цехами переплавки и электролиза, как гигантский завод Umicore в Антверпене, Бельгия. В развивающихся странах, где часто применяется ручная разборка электроники, степень переработки гораздо ниже, и сопровождается повышенным риском отравления различными вредными веществами, включая тяжёлые металлы и кислоты.

В попытках воспрепятствовать росту этой проблемы, частные технологические фирмы разрабатывают системы, которые помогут легче, быстрее и безвреднее перерабатывать мобильные телефоны. В то же время учёные надеются, что архитектуры, увеличивающие срок жизни устройств, — наподобие модульных телефонов с заменяемыми блоками-компонентами, — позволят как минимум радикально снизить количество устройств, валяющихся ненужными по ящикам, полкам и столам во всём мире.

Однако ряд рыночных аналитиков сомневаются в жизнеспособности некоторых радикальных подходов, выглядящих весьма надуманно и вычурно. «Множество безумных «революционных» и «прорывных» технологий становятся всего лишь потерей денег, что весьма характерно для сфер, где заправляют правительства и корпорации», считает директор по исследованиям из компании Lux Research. Полная переработка всех материалов, использующихся в телефонах, является большой и сложной проблемой, требующей поиска решений со стороны немалого количества дисциплин. Для создания подобной технологии необходима тесная кооперация между химиками, инженерами, дизайнерами и бизнесменами.

CLEVER

Английский проект CLEVER (Closed Loop Emotionally Valuable E-waste Recovery), занимающийся проблемой переработки, продвигает концепцию телефона, который «стареет изящно». В основе лежит идея использования полностью растворяемых плат, чтобы облегчить извлечение различных металлов. По замыслу участников проекта, их телефон должен состоять из некоего каркаса, — «скелета», — к которому присоединены различные «органы»: аккумулятор, дисплей, материнская плата и т.д. Все эти компоненты будут легкозаменяемыми. На развитие этого проекта, начавшегося в прошлом году, выделено 2,1 млн долларов, а завершение разработки запланировано на 2016 год.

Специалисты из CLEVER совместно с исследователями из Университета Локборо также занимаются изучением механизма эмоциональной привязанности потребителей к своим гаджетам. Учёные пытаются выяснить, как можно продлить эту привязанность и как побудить людей сдавать ненужные устройства на переработку. Для этого проводятся эксперименты с различными материалами, чтобы повысить привлекательность даже ненового телефона.

Одной из главных проблем в переработке является процедура отделения пластиков от металлов и последующей сортировки. Например, в Австралии детали из разных пластиков просто смешивают, дробят и используют для изготовления предметов вроде столбов для изгородей. Поэтому в CLEVER ведётся разработка материалов на основе целлюлозы для каркаса и печатной платы. Также оцениваются новые смеси ингибиторов горения, гидрофобные присадки и наполнители с низкой диэлектрической проницаемостью. Когда такой телефон нужно будет переработать, то разработанные для этой цели ферменты помогут превратить целлюлозу в сахара. А для извлечения металлов команда CLEVER собирается разработать методики сепарации, включая выборочное растворение в ионных жидкостях с последующим восстановлением, к примеру, гальваническим способом.

Модульный телефон

Идея с созданием модульного телефона имеет не слишком хорошую репутацию. В 2007 году израильский стартап Modu представил смартфон, который вставлялся в электронные модули и превращался в камеру или музыкальный плеер. Компания обанкротилась вскоре после выпуска продукта, который подвергся критике за проприетарность, громоздкость и ограниченное количество модулей. Позднее разработки Modu были приобретены Google. Корпорация планирует в следующем году представить своё видение модульного смартфона. Судя по всему, разработкой своих вариантов занимаются Apple и ZTE, крупнейший китайский производитель телефонов.

Прототип устройства от Google будет представлять собой алюминиевую раму с восемью слотами для функциональных модулей и двумя слотами для дополнительных функций вроде клавиатуры. В отличие от громоздких разъёмов Modu, Google использует для соединения модулей магниты. Также в планах поисковой корпорации стоит привлечение «сотен тысяч разработчиков» для создания модулей. Компания-партнёр Google, Newton, разрабатывает начальную линейку, включающую в себя оксиметр для измерения уровня кислорода в крови и объективы для ночной фотосъёмки.

Биопереработка

Помимо разработки более долгоживущих телефонов, предпринимается немало усилия для разработки более эффективных и менее вредных процессов для извлечения материалов из старых телефонов. Сегодня это чаще всего делают с помощью масштабной переплавки и электролиза. В развивающихся странах используется смесь азотной и соляной кислот (царская водка) нередко используется для извлечения золота.

В ЕС недавно разработали технологию поэтапного извлечения материалов без плавления и использования сильных кислот. Из телефонов демонтируют печатные платы, которые затем дробят и просеивают. Пластики и металлы разделяют с помощью флотации, при которой пузырьки поднимают на поверхность частички гидрофобного пластика, которые снимаются механическим способом. При этом на дне остаются кусочки металлов, которые подвергаются гидрометаллургической обработке.

Из оставшихся осадков с помощью хлорид-гипохлоритного метода выщелачивается золото, после чего отфильтровывается на маты из мицелия. Этот так называемый способ биодобычи (biomining) позволяет извлечь до 80% золота. Когда «грибной» фильтр насыщается металлом, то его либо перевыщелачивают, либо озоляют саму биомассу, попросту — сжигают. Это биоспособ гораздо более экологичен по сравнению с переплавкой, в ходе которой образуется большое количество выбросов.

eVOLV

В свою очередь, компания Entegris, крупный поставщик материалов для электронной промышленности, заявила о создании процесса переработки замкнутого цикла под названием eVOLV, который позволяет извлечь до 98% ценных металлов при комнатной температуре и на 30-40% дешевле, чем при плавлении. В данном случае с материнских плат удаляют микросхемы, а свинец, олово и серебро снимают с помощью кислоты. Смесь многократного использования на 70% состоит из воды и не содержит растворителей, ПАВ, цианида или царской водки. Авторы заявляют, что их процесс позволяет из 1 кг отходов извлечь 1 кг полезных материалов, безотходное производство. Металлы восстанавливаются либо в чистом виде, либо в виде оксидных порошков. Микросхемы продаются на переработку или повторное использование. Отдельный этап переработки посвящён выборочному растворению драгоценных металлов. Вся вода, используемая при переработке, подвергается очистке и повторному использованию. Печатные платы продаются на извлечение меди, железа или алюминия.

Авторы процесса утверждают, что eVOLV является модульным, то есть те или иные этапы можно добавлять или исключать, в зависимости от текущей ситуации.

Скепсис

Однако далеко не всем технологиям суждено жить и развиваться. Большинство идей, включая биопереработку, могут никогда не стать коммерчески выгодными и кануть в небытие. В самом деле, каким бы потенциалом не обладали вышеописанные технологии, не похоже, чтобы крупнейшие плавильные компании как-то переживали по этому поводу. Например, упомянутая Umicore собирается на 40% увеличить свои производственные мощности, вложив в это более 100 млн долларов. После этого они смогут перерабатывать около 500 000 тонн электронных отходов в год.

Заключение

Как традиционные, так и инновационные компании-переработчики могут сколько угодно не замечать друг друга, но одного они отрицать не смогут: для всех из них хватит старых гаджетов. Если как-то заставить людей повытаскивать их из дальних углов. Это касается не только мобильников, но и всей остальной электроники, включая телевизоры, магнитофоны, радиоприёмники и т.д. И на этом фоне выгоднее других довольно неожиданно выглядит YotaPhone. Как вы помните, второй дисплей не жидких чернилах позволяет использовать смартфон и как ридер для электронных книг. То есть одно устройство заменяет собой традиционную и уже привычную связку из обычного смартфона и «читалки». Которые рано или поздно превратятся в электронный мусор. Да, как и YotaPhone. Но в его случае отходов будет в два раза меньше. А если вспомнить, сколько в мире продаётся читалок, то выгода для нашей с вами планеты получается более чем весомая.

Источник: habrahabr.ru/company/yotadevices/blog/235739/