私たちの多くは、最近、ブラウン管（CRT）を備えたモニターを使用してPCで情報を視覚化したときのことを覚えています。CRTテレビは、ほぼすべての家庭にあります。 それにもかかわらず、映像管の世紀は終わり、より高度な液晶とプラズマディスプレイに取って代わられました。 この進歩の裏には、不必要に多くの不要なCRTモニターとテレビがありました。 いくつかの推定によると、毎年数千から100万台のモニターとテレビがさまざまな国で捨てられており、所有者の家にまだ保管されている古い機器の総量は数百万になります。 この「電子ゴミ」の流れは2020〜2025年までになくなると予測されています。 ただし、主な問題は、受像管に特別な廃棄が必要なことです。
この質問に答えるために、CRT機器のデバイスとキネスコープ自体、およびその製造に使用される材料を見てみましょう。
コンピューターのモニターまたはテレビの主なコンポーネントは、キネスコープ、プラスチックケース、プリント回路基板、ワイヤ、偏向システム、および保護要素です。 キネスコープは、下の円グラフからわかるように、モニターまたはテレビ全体の質量分率の約3分の2を占めています。
CRTモニターまたはテレビの部分構成
次に、kinescopeの主要な構造要素は、CRT、コーン、スクリーン、およびマスク付きの内部磁気スクリーンです。
キネスコープの簡略図
質量パーセントでのチューブの部分組成は、次の形式になります。
キネスコープ分数構成
スクリーンの内面は4つの層で覆われています。 最初の層は、界面活性剤のさまざまな添加剤を含むカーボンコーティングです。 2番目の層は、蛍光体のコーティングを形成し、その上に表面を平らにして保護するためにワックス状の層が適用されます。 アルミニウムコーティングは、輝度を上げるために適用される4番目の層を形成します。 キネスコープコーンの場合、内側は酸化鉄の層で覆われ、外側はグラファイトで覆われています。 スクリーンとキネスコープコーンは、ガラスセメントを使用して相互接続されています。
キネスコープはガラス製であり、その化学組成はキネスコープの要素によって実行される機能に応じて変化することが広く知られています。 ガラスの主な機能の1つは、X線に対する保護です。 これを行うには、通常約34重量％のPbOが電子銃のガラスに導入されます。 わずかに少量の酸化鉛にチューブコーンが含まれています（22 wt。％PbO）。 キネスコープのスクリーンの場合、そのガラスは危険なX線放射を吸収するために特別に厚く作られています。 さらに、このガラスは良好な光学特性を備えている必要があるため、バリウム-ストロンチウムガラスで作られています（鉛ガラスよりも約1.5倍悪いX線を吸収します）。 1995年以前にリリースされたカラーテレビ画面では、最大5重量％のPbOを含むガラスが使用されていました。 しかし、ドイツの中央電子工業協会（ZVEI）が受像管の利用率を高めたおかげで、1996年以降ほとんどのメーカーは酸化鉛を使用せずにスクリーンの生産に完全に切り替えました。 アメリカのメーカーCorningおよびCorning Asahi Videoは、この例に従わなかっただけです（Thompson RCAは1998年に移転しました）。
白黒テレビでは、スクリーンとチューブコーンは1種類のガラスでできており、原則として最大4重量％のPbOを含んでいます。 さまざまなタイプのテレビのガラスの化学組成のこの違いは、白黒テレビの10〜20 kVに対して加速電圧が20〜30 kVに増加するため、カラーテレビのより強力なX線放射によるものです。 チューブのチューブの平均化学組成を以下の表に示します（製造業者によっては、ガラスの組成がわずかに異なる場合があります）。
読者がおそらくすでに推測したように、主な環境の危険は酸化鉛であり、これは管の管の一部です。 1つの受像管内の酸化鉛の量はそのサイズに依存し、測定値がそれぞれ13インチから32インチに増加するにつれて0.5から2.9 kgまで変化します。
受像管のサイズに応じた酸化鉛（II）の含有量
これらのガラスの特徴は、鉛イオンがガラスから比較的容易に浸出して環境に入ることです。 たとえば、受像管の不適切な廃棄では、家庭廃棄物の埋め立て地に形成される有機酸の影響下で鉛イオンの浸出が発生する可能性があります。 チューブのすべての鉛含有成分のうち、最も簡単に浸出するのはガラスセメントです。
鉛は、その化合物と同様に、神経系、血管、血管の変化を引き起こす顕著な累積効果を持つ毒性物質です。 この状況は、特別な埋立地での廃棄またはリサイクルによる受像管の適切な廃棄の必要性を示唆しています。
ピクチャチューブの既存の廃棄方法を検討してください。
原則として、リサイクルプロセスは、テレビまたはコンピューターモニターの手動解体から始まります。 この操作では、ケース、プリント回路基板、スピーカー、ワイヤ、保護用金属ケース、偏向システム、電子銃が分解されます。 また、安全上の理由から、高電圧出力の場所または電子銃のネックに穴を開けることにより、この操作中にキネスコープから真空が取り除かれます。 キネスコープのコーンとスクリーンとの接続部を保護する鉄製クランプも切断されます。 これらのコンポーネントはすべて、さらに処理するために送信されます。 その結果、キネスコープのみが残ります。キネスコープは、化学組成が異なるためコーンとスクリーンに分割する必要があります。これはその後の廃棄に重要です。
実際には、コーンとスクリーンの分離は、ほとんどの場合、ダイヤモンドソー、ニクロム線、またはレーザーを使用して行われます。 その後、マスク付きの内部磁気スクリーンがカットオフチューブから取り外され、スクリーンは真空掃除機（特別なポリゴンに格納されている）を使用して蛍光体が収集されるチャンバーに送られます。 したがって、出力では、鉛とバリウム-ストロンチウムの2種類のガラスが得られます。
このプロセスは、以下のビデオに示されています。
鉛ガラスとバリウムストロンチウムガラスを分離する方法も少し異なります。 この方法は、次の技術操作で構成されています：受像管の断片化、磁気フラクションの分離、コーティングの機械的除去、ガラスの水洗、乾燥、そして最後に、特別な分析装置（蛍光X線または紫外線）およびエアガンを使用した鉛、バリウム-ストロンチウムおよび混合ガラスへの分離。 この技術では、水はクローズドサイクルで使用され、廃棄物の量は0.5％（ガラスダスト、蛍光体、コーティング）であることに注意してください。 このガラス分離方法は、Swissglas AG（スイス）、RTG GmbH（ドイツ）、SIMS（イギリス）で使用されています。
次に、最も重要な問題である鉛とバリウム-ストロンチウムガラスの処分に目を向けます。 最近まで、これらのガラスは主に新しい受像管の製造のために工場に送られていました。 しかし、液晶ディスプレイとプラズマディスプレイの出現により、受像管の製造が中止され、この処理方法はほとんど無関係になりました。 ただし、中国には3つの企業（Sha西IRICO電子ガラス、河南安anハイテク、河南安Hen電子ガラス）があり、年間最大10万トンのガラスを使用できますが、これは全体のごく一部（5.2清華大学のレポートによると、100万トン）。
バリウムストロンチウムガラスは、許容濃度を超えない濃度のバリウムイオンとストロンチウムイオンの浸出性が低いため、建材の製造に用途を見出していることに注意してください。 したがって、さらに鉛ガラスの廃棄のみに焦点を当てます。
今日、鉛ガラスを処理するための唯一かつ最も普及している方法は、鉛を再生するためのリサイクル可能な材料として使用することです。 このため、鉛の冶金溶解炉が使用され、フラックスの一部が鉛ガラスに置き換えられます。 ただし、技術プロセスで鉛ガラスを使用する炉の数は全世界でかなり少ないです。 たとえば、Doe Run（米国）、Xstrata and Teck Cominco（カナダ）、BolidenRönnskärSmelter（スウェーデン）、Metallo-Chimique（ベルギー）などです。
炉の数が少なく、リサイクル可能なものを輸送するのに費用がかかるため、鉛ガラスを埋め立て地に送るのが容易になりました。 ただし、「電子ごみ」の処理に関与する一部の企業は、別の方法を選択しています。
たとえば、この問題を解決するには、SWEEEP Kuusakoski Ltd. （英国）、Nulife Glass、シェフィールド大学、およびアールト大学は、2012年11月30日にガラスから鉛を製造するための炉を開発し、稼働させました。 炉は電気で加熱され、鉛ガラス（最大3 mmのサイズに粉砕）が原料として使用されます。鉛ガラスは、あらかじめ粉砕され、還元剤と混合されています。 1200 °Cでの回収プロセス後、出口で鉛顆粒とガラスが得られます。 この炉は、1日に最大10トンのガラスまたは最大2000台の大型テレビを処理できます。
開会式レポート
鉛ガラスをリサイクルする代替方法も提案されています。 一般に、それらはすべて、建築材料（発泡ガラスなど）の製造にガラスを使用したり、レンガ、コンクリート、セメント、装飾タイルなどの建築材料に添加剤として使用したりします。鉛ガラスを多く含む建築材料は、 X線放射。 セラミック産業で鉛ガラスを使用して、浸出に強いgl薬を作成することも提案されています。
鉛ガラスを添加した建築材料の主な欠点は、機械的特性の低下です。 さらに、浸出試験の結果、ほとんどの場合、鉛イオンの濃度は許容基準を超えていることが示されました（アメリカの基準によれば、鉛イオンの濃度は5 mg / lを超えてはなりません）。 また、多くの国では、建築材料に有害物質を使用することは法律で禁止されています。
上記の問題は、ガラスの特別な化学処理によって解決できます。その本質は、鉛の予備浸出です。 この方法では、浸出は通常、硝酸を使用して1時間行われ、続いてすりガラスを洗浄および乾燥します。 次に、浸出製品は化学プラントに送られてさらに処理され、得られたガラスチップは建築材料に使用できます。 この鉛ガラスのリサイクル方法は香港で使用されています。
結論として、古いテレビやモニターをCRTでリサイクルする問題は、少なくとももう10年は関係があると言われるべきです。 この問題の解決の状況は、世界の国によって大きく異なる可能性があります。これは主に、技術と加工工場の不足または利用可能性、国家の支援、および文化のリサイクルによるものです。 CIS諸国およびウクライナでは、この点での情勢は嘆かわしい状態にあると言えます。 多くの場合のみ、受像管は特別な訓練場にあり、あなたはそれらの処理について夢を見るだけです。