Recyklace kovů z počítačů: Proces a význam

Vyřazování výpočetní techniky by firmy neměly podceňovat. Nejen z ekologických, ale také z ekonomických a bezpečnostních důvodů. Ostatně jim to ukládá zákon...

Elektronický odpad, či elektroodpad (e-waste) v dnešní době představuje zásadní problém pro skládky. Zároveň je to ale cenný zdroj surovin, který trestuhodně opomíjíme. S počítači musí být zvláštním způsobem zacházeno. Pokud je s počítačem zacházeno špatně, jakákoliv hodnota z možného znovupoužití bude ztracena. Pokud není počítač označen za znovupoužitelný, musí být rozložen na různé recyklovatelné součásti.

Bez výpočetní techniky se již neobejde snad žádné odvětví podnikání, ICT ovšem rychle zastarává a vyžaduje častou obměnu. Tím na světě každý rok přibude až 50 milionů tun elektrošrotu, který je podle čísel Programu OSN pro životní prostředí zdaleka nejrychleji rostoucí horou odpadu. Krize nekrize, světový trh s ICT totiž nepřestává růst, dle analytické společnosti Gartner letos meziročně naroste o dalších 4,2 %. "Nejvyšší růst zaznamenávají chytré telefony a tablety," říká Čeněk Ohanka ze společnosti CSI Leasing Czech. Elektroniky je tedy v oběhu čím dál více, zatímco poločas jejího používání nepřestává klesat.

Přístroje přitom lze navrhovat jako systém vyměnitelných modulů či je efektivněji recyklovat. Ostatně v zemích Evropské unie funguje hustá síť sběrných dvorů a platí povinnost zpětného odběru použité techniky z domácností. Na globálním systému sběru elektrošrotu a potřebné logistice se lidstvo ovšem dohodnout nedokáže. Podle americké organizace National Safety Council již tři ze čtyř kdy vyrobených počítačů dosloužily a povalují se ve skladech či v garážích, aby nakonec skončily na skládce nebo ve spalovně.

Jde přitom o nebetyčné plýtvání: do počítačů a mobilních telefonů se zpracují 3 % celosvětově vytěženého zlata a stříbra, 13 % palladia a 15 % kobaltu. Stále větší poptávka po elektronice s sebou nese i diametrálně odlišnou spotřebu zlatého kovu. Samozřejmě, jde jen o mikroskopické množství, ze zlata není celý počítač nebo televizor. Ale bez tohoto kovu se výroba jednoduše neobejde. Zlato je cenným kovem s trvalou hodnotou, světová roční produkce dosahuje nižších tisíců tun. Jen do mobilních telefonů se vloží každý rok na třicet tun zlata a je pravdou, že elektronika v sobě většinou má kromě zlata i jiný relativně dost cenný materiál, jako je třeba stříbro.

Čtěte také: Jak recyklovat starý šicí stroj

Elektronika obsahuje celou řadu toxických látek, především halogeny, rtuť, těžké kovy jako kadmium či olovo. Dotykové displeje také obsahují tzv. kovy vzácných zemin, jako například yttrium nebo lanthan. Ty se dnes těží z naprosté většiny (z 90 % v roce 2012) v Číně, která export těchto surovin začíná z obchodních a geopolitických důvodů citelně omezovat. Těžba těchto surovin je navíc drahá a velmi necitlivá vůči životnímu prostředí: mnohé z těchto kovů jsou samy o sobě jedovaté a z horniny se vyplavují kyselinou.

Geologické formace, ve kterých se tzv. REE nacházejí, také obvykle obsahují radioaktivní thorium a uranium, které se koncentrují v kalištích zůstávajících po těžbě. A obsah paměťových nosičů? Při jejich běžném smazání nebo naformátování data nezmizí úplně, pouze se připraví k přepsání. Přečíst takový disk je až nečekaně snadné, přičemž specialisté jsou schopni obnovit informace i z jednotek těžce mechanicky poškozených. To ostatně potvrdila i loňská studie Information Comissioner's Office, britské obdoby Úřadu pro ochranu osobních údajů: téměř polovina (48 %) ze vzorku 200 vyřazených harddisků stále obsahovala zbytky původních dat.

Z 11 % se jednalo o informace osobní povahy, a ze 3 % dokonce o vysoce citlivá data jako hesla do internetového bankovnictví! Nejde přitom jen o počítače a tablety; i tiskárny, kopírky a skenery v sobě mají paměťovou jednotku, která ukládá poslední stovky až tisíce zpracovávaných dokumentů. "Jednou jsme recyklovali zařízení tohoto druhu od jisté právnické kanceláře, která zastupovala klienty v citlivých kauzách," vypráví Čeněk Ohanka z leasingové společnosti, která nabízí i recyklační služby. "Když jsme je připojili na monitor, objevila se data, o kterých zákazník ani netušil.

V souvislosti s únikem citlivých dat se na firmy vztahuje zákon o ochraně osobních údajů č. 101/2000 Sb., který jim ukládá předejít ztrátě osobních údajů zaměstnanců a zákazníků. Nakládání s odpady přímo upravuje celá řada opatření na celoevropské úrovni i na úrovních jednotlivých zemí. V České republice jde o zákon o odpadech č. 185/2001 Sb.

Naplňování této normy se mezi členskými státy výrazně liší, některé země ročně recyklují i 13 kg elektrošrotu na obyvatele, jiné stěží jeden kilogram. Evropská unie je každopádně premiant v recyklaci elektronického odpadu, kterého se v zemích EU zpracuje v průměru zhruba třetina. Zpřísňuje se i domácí legislativa: produkuje-li firma za kalendářní rok více než 100 kg odpadu nebezpečného zdraví a životnímu prostředí či s takovým množstvím odpadu nakládá, vzniká jí od 15. února 2013 ohlašovací povinnost v rámci Integrovaného systému pro plnění ohlašovacích povinností (ISPOP).

Čtěte také: Zodpovědný přístup k recyklaci kávových kapslí

Firmy musejí brát ohled i na plán odpisů majetku či protichůdné nároky finančního úseku a ICT oddělení na vybavení firmy. Navíc objem vyřazené techniky může být ve středních a velkých podnicích tak velký, že se její přeprava a recyklace pořádně prodraží. Proto firmy stále častěji svěřují likvidaci výpočetní techniky specialistům.

Nejspolehlivější cestou odstranění dat z disku je jeho fyzická likvidace, například průmyslovými magnety, lisy či speciálními skartovacími přístroji. V ideálním případě jsou jednotlivé kusy hardwaru zpracovávány podle sériových čísel, takže je během celého procesu lze sledovat, a firma obdrží osvědčení o provedeném zničení techniky. Takto funguje i jedno z největších center na zpracování vyřazené elektroniky ve střední Evropě, které právě bylo otevřeno v Bratislavě. CSI Lifecycle Europe dokáže zpracovat jakoukoliv IT techniku, od počítačů a LCD obrazovek přes servery po tiskárny a kopírky, denně až 700 přístrojů.

Paměťové nosiče jsou nevratně vymazány a skartovány, těla přístrojů rozebrána a recyklovatelné materiály předány k dalšímu zpracování. Vyřazování výpočetní techniky se zkrátka nevyplatí podceňovat. Má-li firma patřičné zdroje, může se o ně postarat sama, nejjednodušší a nejbezpečnější cesta ovšem je obrátit se na specialisty. Těmto a dalším starostem se správou ICT se lze úplně vyhnout outsourcingem služeb a pořízením techniky na leasing.

Podle některých odhadů leží v českých skříních a stolcích asi osm milionů mobilů. V nich je dohromady pár set kilogramů zlata! Pozlacené jsou dokonce i SIM karty, k recyklaci se ale odevzdá maximálně pár desítek tisíc telefonů ročně. Recyklaci bohužel nemůžete provést svépomocí a je pravda, že za tak mikroskopické množství zlata by to ani nestálo. Nelze jednoduše vybrat vysloužilé telefony od všech přátel a příbuzných a nechat si z jejich zlata vyrobit prstýnek.

Jde o hodně pomalý proces, vyžadující speciální přístup a také bezpečnostní normy. Životní prostředí by bylo jinak doslova zamořeno nebezpečnými látkami, respektive lépe řečeno - zaneslo by se ještě o něco více. Zlato najdeme i v základních deskách počítačů, drahé kovy se zpět získávají extrakcí v tavenině olova, kyanidovým loužením nebo elektrolýzou.

Čtěte také: Výzvy v recyklaci tvrzených plastů

Proces recyklace elektroodpadu

Elektrospotřebiče se z výkupu sběrných surovin nejprve odvezou do dílen, kde je pověřené osoby demontují. Recyklace tedy začíná ruční prací, kdy se z elektrospotřebičů oddělují jednotlivé materiály, jako je plast, sklo, kovy a elektrosoučástky. Vedle ručního zpracování existují i mechanické stroje - drtiče, které rozdrtí elektrospotřebič a následně se rozdrcené kusy ručně přebírají na pásu. Další využitelné materiály z elektrospotřebičů, především sklo a plast postupují k dalšímu zpracování.

V první fázi jsou z DPS ve většině případů vyjmuty konektory pro následnou recyklaci ušlechtilých kovů. Poté jsou desky v drtičích rozdrceny na granule o velikosti přibližně 4 mm. Ve druhé fázi je magnetickou separací odděleno železo. Následným roztříděním se získá hrubá a jemná frakce. Ve vzduchových nebo elektrostatických třídičích se frakce podrobí mechanicko-fyzikálnímu dělení na kovovou a nekovovou část. Kovové koncentráty jsou recyklovány, nekovové koncentráty se deponují.

Elektrotechnické součástky jako konektory, nebo integrované obvody se mísí v peci s roztaveným olovem. Plasty vyhoří, železo a část barevných kovů plavou na povrchu taveniny a odtud se stahují. Do roztaveného olova přechází většina ušlechtilých kovů. Tavenina se následně prohání vzduchem, většina olova a obecných kovů zoxiduje a odstraní se jako struska. Zbylá část olova obohacená o drahé kovy se podrobí rafinaci. Výhodou procesu je malá náročnost na pracovní sílu, nevýhodou neekologičnost tohoto postupu - odplyny z hoření plastů, struska s obsahem těžkých kovů.

Nejvíce zastoupený a také nejžádanější kov přítomný v elektroodpadech je zlato. To je možno selektivně a snadno izolovat loužením zředěnými roztoky alkalických kyanidů. Podmínkou je, aby pozlacený materiál byl obnažen, tedy jeho povrch byl přístupný kontaktu s loužícím roztokem. To bývá splněno při ručním rozebírání odpadu. Loužení má vysokou účinnost a jeho výhodou je fakt, že ostatní kovy nejsou dotčeny. Nejčastěji používané slitiny na bázi Cu, Zn, Ni tak mohou být dále metalurgicky rafinovány, aniž by tyto kovy přecházely do roztoků a z nich musely být složitě izolovány.

Nevýhodou je samozřejmě vysoká toxicita použitého činidla. Paradoxně ale při správném chemickém zacházení s výluhy je odpadů minimální množství a jsou neškodné. Provozní rizika a potencionální možnost havárie však tento proces činí problematickým. Charakteristickým rysem současné elektroniky je rychlý růst integrace. To vyvolává snížení počtu součástek na DPS. Při recyklaci je velký podíl lidské práce. To snižuje hodnotu recyklované elektroniky a činí celý recyklační proces méně ekonomický výhodným.

Recyklace pevných disků (HDD)

Pevný disk (HDD Hard Disk Drive) je zařízení, které se používá v počítači k uchování dat. Skládá se z pouzdra, které je z nemagnetického materiálu, obvykle hliníku po obou stranách pokryté tenkou polovodivou vrstvičkou (obvykle 25% Cu). Záznamové plotny jsou z nemagnetického materiálu (hliník nebo sklo). Permanentní magnet je kompozitní materiál. Kromě mědi a boru jsou to lanthanoidy (33% neodym, samarium). Neodym není škodlivý, ale za určitých podmínek je samozápalný (pyroforický). Součásti HDD je řídící elektronika (DPS osazená elektronickými prvky).

Důvody pro likvidaci HDD mohou být dva. V první řadě to je potřeba 100 % likvidace uložených dat na HD. K tomu může být využit např. drtící stroj MAXXeGUARD. Produkt tohoto drtícího stroje může být zpracován stejnou technologii jako DPS. Má to ale být technologický problém. V této směsi je velké množství lanthanoidů. Dostanou-li se do železného odpadu, silně zhorší kvalitu tohoto šrotu (lanthanoidy působí jako silná deoxidační přísada a zamezují legování).

Druhým důvodem je získání vzácných zemin (lanthanoidů). Vyžaduje to ale aby HDD dovolovaly strukturované rozebírání (structural disassesment). Takováto demontáž předpokládá použit co nejméně nástrojů. Další obecnou snahou je, aby každá snadno oddělitelná součástka obsahovala jen určitý typ materiálu. Při kvalitní mechanické demontáži mohou být jednotlivé komponenty HDD snadno odstraněny a poměrně jednoduchým chemickým procesem mohou být cenné složky (Co, Sm, Nd) recyklovány.

Recyklace CRT a LCD zobrazovačů

Klasický CRT (Cathod Ray Tube) zobrazovač se z hlediska recyklace skládá ze dvou základních částí. Obrazové části a katodová trubice. Obrazovou část tvoří stínítko, luminofor a maska obrazovky. Stínítko zabraňuje záření proniknout mimo monitor, luminofor je látka, která vyzařuje světlo, dopadne-li na ni elektron a maska "třídí" svazky paprsků vycházející z katodové trubice.

Obrazovky CRT zobrazovačů se vyrábějí z několika druhů skel. Sklo hrdla monitoru obsahuje 30 % PbO, sklo kónusu obsahuje 20 % PbO a sklo stínítka 10 % oxidu baria nebo stroncia. Olovo se používá v katodové trubici z důvodu odstínění rentgenového záření. Pro skla stínítka se oxidy olova nepoužívají, protože při dopadu elektronů na stínítko by docházelo k rozkladu PbO na Pb a O2 a krátké době by docházelo k černání obrazovky. Proto se olovo nahrazuje oxidy stroncia a barya. Tato odlišnost skel ztěžuje druhotné materiálové využití skel z CRT zobrazovačů.

Další součásti zobrazovače obsahují významný podíl dalších nebezpečných kovů jako je kadmium a berylium. Důležitou částí monitoru je luminiscenční vrstva. Jak z uvedeného vyplývá je luminofor pro obsah těžkých a toxických kovů toxickým odpadem. Sklo katodické trubice obsahuje olovo. Při recyklaci je nejprve je demontován zadní kryt monitorů, provedeno zavzdušnění obrazovky a očištění vnitřního prostoru pomocí proudu vzduchu. Poté je odstraněn zpravidla kovový antiimplosivní ochranný rám, který je umístěn nad spojem mezi částí kónusu a stínítka.

V další fázi dochází k oddělení kónusové a stínítkové části. Kónusové a stínítkové sklo jsou rozděleny mechanickým řezem nebo tepelným rázem. Po vyjmutí kovových částí (stínítkové masky) se provede odstranění luminiscenční vrstvy. Při této prvotní demontáži se materiál roztřídí na plasty, kov, sklo a položky na demontáž součástek. Po ruční separaci a vyčištění skla, je pásovým dopravníkem kónusová sklovina dopravena do sekundárního impaktoru a drtiče, kde se sklo autogenně drtí a zbaví všech nanesených vrstev, přičemž prach se odsává přes cyklon do zásobníku. Podrcený materiál sklo se dále dopravuje do separátoru kovů.

Sklo s obsahem stroncia a baria se většinou používá pro aplikace méně náročné na čistotu materiálu (stavební hmoty, obalová a stavební skla, abraziva a glazury). Sklo s obsahem olova se používá v hutnictví jako struskotvorná přísada při hutnění olověných odpadů. Technologie LCD funguje na principu natáčení tekutých krystalů, které tak mění své vlastnosti (např. jas barených složek RGB, které potom určují výslednou barvu bodu apod.). Tyto krystaly jsou natáčeny elektrickým polem, které však není společné pro všechny zobrazovací body v LCD panelu. Každý obrazový bod (pixel) má své vlastní elektrické pole. Díky tomu je toto pole naprosto neškodné, protože je jeho intenzita minimální.

V LCD panelu nemusí být žádné stínítko, protože LCD žádnou radiaci nevyzařuje. Problémem LCD panelů je obsah rtuti a problematika tekutých krystalů, vyrobených z organických látek. Recyklace zobrazovačů se skládá z recyklace plastů, kovů a skla, pokud je to vhodné. V opačném případě jsou provedeny testy, zda nebude docházet k odloučení fosforového povlaku. Pokud ano, provádí se testy vyluhovatelnosti dle TCLP. Doposud nebyla vytvořena bezpečná technologie recyklace LCD panelů a plasmových obrazovek. Proto většina z nich se odstraňuje jako nebezpečný odpad, nebo čekají ve skladech společností, až výzkum postoupí dále a bude možno tyto je bezpečně recyklovat. Recyklace těchto panelů bude činností čistě ekologickou.

Recyklace mobilních telefonů

Mobilní telefony patří mezi nejčastěji obnovované elektrospotřebiče. Ve více než 70 % se mobil nevyřazuje kvůli nefunkčnosti. Mobily tvoří spolu s digitálními fotoaparáty, počítači a monitory skupinu elektrozařízení, které se rozvíjejí nejrychleji. Mobil obsahuje značné množství drahých kovů, zejména zlato. Obsahuje ale i jiné cenné prvky, viz. ale jen málo mobilů se recykluje. Podle odhadů v českých domácnostech se nachází zhruba deset milionů nepoužívaných mobilů. Mobil je elektrotechnický výrobek, který stoprocentně splňuje požadavky recyklační pyramidy.

U tohoto přístroje snadná identifikace (výrobce/typ). Je možné ho např. po jednoduché úpravě předělat na naslouchadlo pro sluchově postižené. Pokud se mobil dostane do recyklačního procesu, recykluje se stejně jako např. prostředky výpočetní techniky. Důvody proč nejsou mobilní telefony ve větší míře recyklovány je několik. Uživatel se nechce zadarmo zbavit přístroje který ještě funguje a za který zaplatil větší sumu. Důvodem může být také nostalgie, nebo mít doma rychlou náhradu když se nový přístroj porouchá.

Recyklace baterií a akumulátorů

Primární články (baterie) se dělí podle katalogu odpadů na niklkadmiové, alkalické a baterie obsahující rtuť a další Průměrné složení suchých galvanických článků je 30 % Zn, 35 MnO2, 10 % NH4Cl4), 3 % ZnCl25), 5 % saze + grafit, 0,005-0,5 % Hg, 0,01-0,05 % Cd, 0,03-0,9 % Pb. Netříděné elektrochemické články (niklkadmiové, alkalické) se zpracovávají procesem nazývaným Recytec. Směs baterií je v kontinuální pyrolýzní peci podrobena suché destilaci při teplotě 600 až 650 °C. Veškeré těkavé složky jsou poté v kondenzačním prostoru ochlazeny na 30 °C.

Blesková recyklace

Odborníci americké Rice University vymysleli účinný postup, který chytlavě nazývají „urban mining“, jak z elektronického odpadu získat drahé kovy i prvky vzácných zemin. James Tour vlevo. Neutuchající poptávka po nové elektronice, která nejspíš jen tak nezeslábne, udělala z elektronického odpadu nejrychleji narůstající typ odpadu na světě. V roce 2019 ho vzniklo asi 59 milionů tun. V současnosti se ale recyklujeme méně než 20 procent elektronického odpadu. Tým Rice pod vedením Jamese Toura nabízí postup, kterým by měl být oproti stávajícím recyklacím snazší, a také méně nákladný.

Využili k tomu bleskové ohřívání, při němž milisekundové výboje elektřiny, čili „blesky“ zahřejí materiál na vysokou teplotu. V nové studii se zaměřili na problém s elektronickým odpadem. Nejprve rozemleli elektronický odpad na prášek. Do něj pak práskali elektrickými blesky, jimiž ho zahřáli až na 3 127 °C. Při takové teplotě se kovy vypaří. Vzniklé páry jsou odvedeny do „chladiče“, kde opět zkondenzují do podoby pevných kovů. Badatelé uvádějí, že bleskovou recyklací je možné vytěžit z elektronického odpadu přes 60 procent zlata a přes 80 procent stříbra, palladia a rhodia. Stejný postup rovněž odstraní toxické těžké kovy, jako je chrom, arsen, kadmium, rtuť nebo olovo. Ty by jinak kontaminovaly skládku.

Pro úspěch bleskové recyklace elektronického odpadu je zásadní, že jde o energeticky úsporný proces, který je možné provozovat v průmyslovém měřítku. Zpracování jedné tuny tohoto materiálu bleskovou recyklací spotřebuje cca 939 kWh.

Význam recyklace elektroodpadu

Díky recyklaci elektroodpadu se zamezuje nutnosti těžit nové suroviny, jedná se tedy o velmi záslužnou práci z hlediska ekologie a životního prostředí. V dnešní době se neustále zvyšuje množství veškerého odpadu, který domácnosti i firmy produkují. Elektroodpad se na pomyslném žebříčku řadí mezi jeden z nejrychleji rostoucích druhů odpadu co do množství. Nikoho asi nepřekvapí, že největším producentem elektroodpadu je Asie, následovaná Evropou a USA. Nejméně elektroodpadu naopak vyprodukuje Oceánie a Afrika. Co se týče recyklace elektroodpadu, stojí Evropa na prvním místě.

Když elektrický spotřebič doslouží a nedá se opravit, pak je samozřejmě naprosto na místě jeho odvoz do sběrny druhotných surovin a následná recyklace. Je smutným faktem, že životnost elektrospotřebičů je značně omezena. Protože ale žijeme v konzumním světě, existují i lidé, kteří podléhají okouzlení z nejnovější, stále zdokonalované elektroniky. V tom případě se často zbavují i plně funkčních elektrospotřebičů.

Tato zařízení obsahují toxické těžké kovy, jako je olovo, rtuť a kadmium, které mohou kontaminovat životní prostředí, pokud nejsou správně zlikvidovány. Elektronická zařízení obsahují cenné suroviny, jako jsou vzácné kovy, které je možné znovu použít a znovu získat. Během recyklace je možné z elektronického odpadu získat cenné kovy, jako je zlato, stříbro, měď a hliník. Tyto materiály se potom můžou použít na výrobu nových výrobků, čímž se sníží poptávka po prvotních materiálech. Odvětví recyklace elektronického odpadu vytváří mnoho nových pracovních míst v oblastech, jako je sběr, přeprava, demontáž a zpracování. Recyklace elektronického odpadu má zásadní význam při snížení znečistění a obnovu cenných zdrojů.

Jak se zapojit do recyklace

Pokud se chcete dozvědět, jak a co třídit, je nejlepší začít tím, že si prozkoumáte, jaké podmínky vám nabízí vaše obec - jaké kontejnery a jaká místa jsou k dispozici pro třídění. Většinou existují kontejnery pro papír, sklo, kovy a plastové obaly. Je důležité dodržovat všechny pokyny, aby se minimalizovalo riziko kontaminace a snížil se náklad na třídění odpadu. Dále je důležité být obeznámen s tím, co může být recyklováno a co ne. Toť obecně k recyklaci.

V rámci elektroodpadu je pak mnoho způsobů, jak se podílet na recyklaci. Při nákupu nového můžete odevzdat výměnou svůj starý elektrospotřebič. Při online nákupu mnohé e-shopy nabízejí odvoz starých spotřebičů.

tags: #recyklace #kovu #z #pocitacu #proces

Oblíbené příspěvky:

• Brabantia Touch Bin 3l: Recenze
• Moderní odpadkové koše
• Recyklace a obnovitelné zdroje v Chorvatsku
• Zlatá přilba a doprava
• Podívejte se na článek o bílkovinách v organických obilovinách.