XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Со стремительным развитием современных технологий и появлением новых моделей электроники старое оборудование в большом количестве выбрасывается на свалки, минуя необходимую утилизацию.

Электронный лом без всяких сомнений является опасным для окружающей среды. Период разложения переходит грани возможного, а выделяемые вещества, которые попадают в атмосферу, способствуют отравлению кислорода.

Гидравлический эффект необходим для утилизации электронного лома и отделения драгоценных металлов. Как работает гидравлический эффект, и каковы особенности его работы в утилизации электронного лома?

Что такое гидравлический эффект?

Электрогидравлический эффект, как новый способ утилизации электронных отходов и трансформации электрической энергии в механическую, впервые был озвучен в 50-ых годах 20-го столетия Л. Юткиным.

Принцип механизма состоит в том, что во время действия импульсного разряда в жидкой субстанции вокруг района его образования появляются так называемые сверхвысокие гидравлические давления. Они способны выполнять любую механическую задачу.

Главными факторами, которые объясняют появление эффекта, являются форма, амплитуда, длительность импульса тока и крутизна фронта. Важно, что импульс тока создается схемой внедрения накопителя энергии, которая предусматривает образуемый промежуток.

Высоковольтный источник постоянного тока осуществляет зарядку накопительного конденсатора до того времени, пока напряжение не станет зеркальным напряжению пробоя образованного промежутка. После того, как показатель достиг необходимого уровня, осуществляется пробой образующего промежутка. В то же время конденсатор за короткое время разряжается на рабочий промежуток, который размещается в рабочей жидкой субстанции.

Мощность может доходить до показателя в 100 000 кВт при длительности импульса, который измеряется в микросекундах. Также, при подаче напряжения, показатель которого от 10 до 30 кВ, на амплитуды тока в импульсе достигает более 10 000 А.

Такие свойства говорят о том, что обусловливается стремительное и большое возрастание давления в субстанции, что вызывает мощное действие разряда.

К главным действующим факторам эффекта следует отнести:

1. Мощные кавитационные процессы, которые возникают импульсно и могут работать с большими объемами жидкости;

2. Сверхвысокие и высокие гидравлические давления, которые могут приводить к возникновению ударных волн, образуя звуковую и сверхзвуковую скорости;

3. Ультразвуковые и инфразвуковые излучения;

4. Заметные импульсные движения жидкости, которые совершаются со скоростью, достигающей 100 метров за секунду;

5. Механические явления с амплитудами, которые дают возможность осуществлять отслаивание твердых тел друг от друга;

6. Многократный процесс ионизации элементов и объектов, которые находятся в субстанции;

7. Интенсивные тепловые, световые и ультрафиолетовые импульсные излучения;

8. Нейтронное и гамма-излучение.

Гидравлический удар вызывает возникновение давлений, которые достигают показателей в 10 000 и 100 000 атмосфер, при больших объемах субстанции. Более того, давления в жидкости при этом стремительно снижаются, согласно темпу удаления от зоны разряда.

Такое обстоятельство вычеркивает вероятность разрушение конструкции емкости, в которой осуществляется разряд и уменьшает металлоемкость гидравлических устройств в сравнении с механическими представителями.

Электрогидравлические удары обладают возможность быстрого и эффективного дробления различных компонентов и веществ, включая неоднородные тела.

Как осуществляется утилизация электронного лома с помощью гидравлического эффекта?

На сегодняшний день осуществляется проектирование гидравлических технологий, безопасных для использования, которые будут осуществлять утилизацию электронного лома и основываться на выборочном разрушении корпусов из пластика и выделении драгоценных металлов из объектов электронного лома. Под понятием «электронный лом» подразумеваются микросхемы, чипы, материнские платы и другие компоненты, которые используются в электронных оборудованиях и обладают высокой ценностью. Следует отметить, что к элементам электронного лома относятся золото, олово, медь, дорогие сплавы и прочее.

Развитие современного общества несет за собой тенденцию к стремительному увеличению потока электронных отходов, что связано с устареванием электронного оборудования и его заменой на новые модели.

Чтобы предупредить и устранить экологическую опасность, которая вызывается выбрасыванием электронного лома без утилизации и, соответственно, выделением вредных веществ в атмосферу, необходимо развивать технологии по их утилизации, а именно - гидравлический эффект.

Одним из процессов утилизации электронных объектов является их измельчение на мельчайшие компоненты, во время чего измельчению поддаются пластиковые корпусы и, присутствующие в них, драгоценные металлы и сплавы.

Технология измельчения так же, как и отведение электронного лома к отходам, несет за собой неприятные последствия и опасность для окружающей среды, особенно это касается не только дробления элементов оборудования, но и отделения металлов из образованного порошка при помощи химических процессов.

Гидравлический эффект, что способен осуществлять выборочное дробление и извлечение, становится единственным верным решением, которое поможет решить экологическую проблему.

Проведенные исследования и эксперименты показали, что гидравлическую установку можно запрограммировать таким образом, что измельчению, отнюдь не малодисперсному, будут подводиться пластиковые элементы и корпуса, а драгоценные металлы и сплавы будут оставаться в обычном состоянии.

Проектирование гидравлической технологии переработки электронного лома является приоритетной государственной задачей. Ее решение способно избавить страну от большого объема электронного лома и предотвратить экологическую катастрофу и плачевные последствия.

Список литературы

Юткин Л.А. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности /Л.А. Юткин. — Л., Машиностроение, 1986. — 253с.

Комков В.И. Разработка методики снижения вреда окружающей среде при обращении с отходами эксплуатации автомобильного транспорта региона: автореф. дисс. к.т.н. (05.22.10), СПб.: Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет. – 2011 – 22 с.