Recyclage, réemploi, réutilisation et régénération des cristaux liquides et d’oxyde indium-étain (ITO) issus des déchets d’équipements électriques et électroniques (DEEE)

par Guy-Joël Fossi Tabieguia

Thèse de doctorat en Molécules et matière condensée

Sous la direction de Ulrich Maschke.

Soutenue le 06-12-2013

à Lille 1 , dans le cadre de École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq, Nord) , en partenariat avec Unité matériaux et transformations (UMET) (laboratoire) .

mots clés

• Deee
• Déchets électroniques -- Recyclage
• Dispositifs à cristaux liquides -- Recyclage
• Oxyde d'indium-étain -- Recyclage

Résumé

Les déchets d’équipements électriques et électroniques (DEEE) tels que les téléviseurs et moniteurs à afficheur à cristaux liquides (LCD), ne cessent de croitre ces dernières années. Ces DEEE renferment de la matière première recyclable de grand intérêt, notamment les cristaux liquides et l’oxyde d’indium-étain (ITO). Parallèlement, Il n’existe actuellement aucun traitement industriel permettant la récupération des cristaux liquides et ITO des écrans LCD usagés dans un but de valorisation. Au regard de l’intérêt technologique et économique de ces matières, nous avons mis en œuvre, dans le cadre du projet MEDUSA financé par l’ADEME et piloté par l’entreprise ENVIE2E, un procédé de traitement des écrans LCD. Ce procédé consiste à extraire des dalles LCD, les cristaux liquides par extraction mécanique et l’ITO par extraction chimique. L’intérêt de ce procédé réside dans la rapidité de récupération des cristaux liquides et ITO quelque soit la taille de l’écran. Ensuite, des phases de distillation et purification maîtrisées permettent d’obtenir des molécules de cristaux liquides. La bonne qualité des produits est vérifiée grâce à des analyses physico-chimiques. Quelques voies de valorisation ont été retenues tels que la commercialisation de solution d’ITO, des molécules de cristaux liquides, des cristaux liquides comme additifs pour les encres thermochromiques, et les cristaux liquides sous forme de PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystals) pour les fenêtres commutables. Enfin, les estimations portant sur les coûts d’exploitation du procédé comparés aux prix potentiel de vente des cristaux liquides récupérés laissent apparaître une bonne rentabilité du projet.

Titre traduit

Recycling, reuse, reutilization and regeneration of liquid crystals and indium tin oxide (ITO) from waste electrical and electronic equipment (WEEE)

Résumé

The volumes of waste electrical and electronic equipment (WEEE) such as TVs and monitors display (LCD), keep grow in recent years. These WEEE contain recyclable raw material of great interest, including LCD and indium tin oxide (ITO). Meanwhile, there is currently no treatment for industrial recovery of this liquid crystals and ITO of LCD screens at the end of life for the purpose of recovery. Given the technological and economic benefits of these materials, we have implemented in the MEDUSA project funded by ADEME and controlled by the company ENVIE 2E, a process of treating LCDs. This process consists to extract of LCD panels, liquid crystals by mechanical extraction and ITO by chemical extraction. The advantage of this method lies in the rapid recovery of liquid crystal ITO whatever the size of the screen. In a second step, the phases of distillation and purification perfectly mastered possible to obtain liquid crystal molecules. The good quality of the products is checked by different physico-chemical analyzes. Some recovery methods were used such as lettings of ITO solution, the liquid crystal molecules, liquid crystals as additives for thermochromic inks, and liquid crystals as PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystals) for windows switchable. Finally, estimates of the costs of operating the process compared to the potential selling price of recovered liquid crystal reveal a good project profitability.