LED光源目前有多種形態(tài),為了有效回收它們,首先必須打碎成組成部件,在回收LED二極管本身時(shí),它們盡可能保持完好以便收集是很關(guān)鍵的。
發(fā)光二極管(LED)被用在電視機(jī)、燈具、光源等很多產(chǎn)品中,此外他們也在更大程度上滲透了汽車照明市場,然而,今天卻沒有回收這些物品的合適工藝。不過現(xiàn)在研究者們已經(jīng)研發(fā)出一種機(jī)械分離LED的方法。
現(xiàn)代光源使用各種材料制造,外殼用玻璃或塑料,散熱器含陶瓷或鋁,而電阻和電纜則含銅。最有價(jià)值的材料是在LED本身內(nèi)部,他們是半導(dǎo)體二極管中的銦和鎵及熒光粉中的稀土元素銪或鋱,它們使得制造二極管相對昂貴、利潤微薄。“現(xiàn)在回收業(yè)者們正在開始收LED產(chǎn)品,但是因?yàn)槟壳吧袩o合適的回收工藝,它們往往只是被存起來而已,主要目標(biāo)是回收值錢的材料,回收業(yè)者開始處理LED只是個時(shí)間問題,”弗勞恩霍夫材料回收和資源策略項(xiàng)目組的Jörg Zimmermann說。
研究者們使用“電動液壓粉碎”工藝把LED燈具打碎成零件而不傷及LED本身,它在水浴中用電脈沖產(chǎn)生的沖擊波在組件的預(yù)定斷裂點(diǎn)上把它們分開,然后組件就可以單獨(dú)回收。研究者們把他們的實(shí)驗(yàn)裝置調(diào)整為回收LED改裝日光燈管,這些燈管形似傳統(tǒng)日光燈管,使用標(biāo)準(zhǔn)日光燈管插口。“這種方法在原理上對于其它大小的LED也適用,比如用于電視機(jī)或車燈的LED,以及其它電器中的LED,”Zimmermann解釋道。
有效回收工藝的先決條件是整齊地分離組件,“為了有效地分離和回收LED燈具的所有組件,需要一個完全不同的方式來產(chǎn)生大量半導(dǎo)體和熒光材料,”Zimmermann說。如果整個燈管都被碾碎,分離產(chǎn)生的材料混合物就會更困難。把LED燈具分解到組件級,也使得回收更多其中所含材料變得更容易,這是通過收集大量富含這些元素的相似組件來達(dá)成的。Zimmermann澄清說,這種工藝只有涉及量大,對回收業(yè)者和制造業(yè)者才是有利可圖的。
“我們還在測試該粉碎工藝是否能重復(fù)進(jìn)行,直到所需材料被分離,”Zimmerman說,研究者們可以調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)裝置的參數(shù),像液體的類型和數(shù)量、容器大小,或者脈沖電壓,使得分離精確地發(fā)生在特定的斷裂點(diǎn)上。“特定來說,是脈沖個數(shù)決定了組件將被如何分離,”電動液壓粉碎工藝目前正在詳細(xì)研究和進(jìn)一步改善,并推廣到其它LED應(yīng)用領(lǐng)域,“我們的研究已經(jīng)展示出機(jī)械分離是提高LED燈具回收經(jīng)濟(jì)性的可行方法,”Zimmermann說。
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