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1、电子废弃物处理与资源化技术概述1概述电子工业的飞速发展 和电子设备的广泛使用，给人类的生产和生活 方式带来了极大的变革系列问题。随着电子技术的同时也产生了消耗大 量资源和能源、污染环 境、增大废弃物量等进一步发展，电子产品更新换代的周期不断 缩短，废旧电子产品的 数量与日俱增，这对环 境造成了严重的危害。电泛关注。电子垃圾回子废弃物的资源化处理收和再利用技术及工艺已经成为当前亟待解决电子垃圾中金属材料的的课题，引起了全社会的广 回收。2电子垃圾的有价性电子废弃物中含有许 多可以资源化利用的材 料，如各种塑料可以被 直接回收利用；金属、贵 重金属和稀有金属的 提纯利用以及树脂纤维 材料的再生利用
2、等。丹 麦技术大学的研究结果 显示：1 t随意收集的电 子板卡中含有大约272.4 kg塑料、129.8 kg铜、0.45 kg黄金、40.9 kg铁、29.5 kg 铅、20 kg镇和10 kg睇，如果能回收利用，仅这 0.45kg黄金就价值6 000美元。因此，电子 废 弃物的回收利用具 有明显的社会效益和经 济效益。表1电脑电路板中所含的物质成分及比例1物质名称比例/%物质名称比例/%物质名称比例/%塑料49.799睇1.825耙0.021铜23.728锌0.747皱0.015铁7.467银0.083漠化物4.646金0.083铀0.008铅4.480镉0.066钳0.006锡3.650
3、铝0.032镯0.005银3.319旬0.026汞0.0023 电子垃圾回收和再利用技术综述目前国内外对电子废 弃物的资源化系统主要 包括前期系统技术（用 物理和机械的方法进行分选、破碎、提取回 收）和后期系统技术（用化学、生物方法转化 回收）。技术分类如下表表2电子废弃物资源化系统技术分类具体分类前期系统技术（用物理和保持废弃物原形的回 收，重复利用（分选、 修补、清洁洗涤）；机械的方法进行分选、破碎、破坏废弃物原 形的回收材料：靠物理 作用使废弃物原料化， 再生提取回收）。利用（破碎、物理或 机械方法的分离精制）。后期系统技术（用化学、回收物质：用化学和 生物的方法使物料原料 化、产品化而
4、再生生物方法转化回收）。利用（转化+分离精制、热解、催化分解、熔 融、烧结、堆肥发酵）；回收能源（燃烧、发电、水蒸气、热水等）。3.1电子垃圾中金属废弃物的回收对电子垃圾的回收处 理最早可追溯到20世纪60年代，不过当时仅局限于对贵金属的回收和再利用，而如今的电子垃圾回收处理已发展成对各种有用材料（包括金属和塑料等）的全面回收。并且，现有电子垃圾的处理技术已有了相当大的发展，回收率也大大增加，同时还出现了很多新兴的处理技术。伴随电子垃圾处理工艺的日益增多及技术的不断改进，目前很多材料的回收率都超过 90%。归纳 起来，电子垃圾中常见的金属材料 回收处理方法有机械处 理法、火法冶金、湿法冶金以及
5、微生物法等，其回收原理、优缺点和应用情况如表3所示。值得指出的是，金、银、耙、钳等贵金属是电子垃圾金属材料回收和再利用的重要部分，也是回收电子垃圾的主要经济推动力对于贵金属，常采用湿法冶金进行回收。湿法冶金技术其实质是利用化学药剂对经破碎与分离等预处理后的电子垃圾浸取贵金属的一种方法。湿法冶金按浸取工艺中所用药剂的不同，又可以分为硝酸-王水浸金法、氯化法和富化法等其中又以硝酸-王水浸金法最常用。湿法冶金具有工艺简单、浸取贵 金属速率快和回收率高等特点，但其成本高且二次污染相对严重。最近有报道称采用生物法回 收贵金属二次污染小、成本低且回收率高达 99%,因此该法值得推广应用。表3常见电子垃圾回
6、收方法及其特点2处理方法原理优点缺点应用情况机械处理法对电子垃圾进行破污染小、操作简处理斤-般不综合回收有碎使各种成分单体解单、不需要对电子是最终产品。用材料，同时离，再利用破碎后颗垃圾做预处理，易可作为其它回粒物理性质的差异实现规模化。收方法的预处（如密度、电性、磁理。性和形状等）进行分离。火法冶金利用冶金炉高温加操作简单方便，焚烧时会产生主要用于回湿法冶金热剥离非金属物质,能得到较纯的产品,贵金属熔融于其他金回收率较高属熔炼物料或熔盐中，随后再加以分离有害气体，二次收贵金属，逐污染严重，金属渐淘汰中回收率低，能耗大，设备一般较旦史 印贝利用贵金属能溶解能得到较纯的产二次污染较主要用于回在硝
7、酸、王水等强酸的特点，将其从电子废物中脱除并从液相 中回收。品，回收率高，废 严重气排放少，提取贵金属后的残留物易于处理，工艺流程简单。收贵金属微生物法利用细菌浸取电子垃圾中的贵金属。对环境危害小，生产周期长，主要用于回投资少，能耗少，温度要求严格。收贵金属药剂消耗少，对低品位的资源也能很 好地回收。3.2 电子垃圾中非金属材料的回收除了金属材料，制造 电子产品过程中还使用 了大量非金属材料，特 别是工程塑料。塑料普 遍具有良好的绝热和 绝缘特性，并具有强度 较高、耐压和韧性良好 等特点。电子产品常用 的塑 料主要包括ABS、HIPS和PC/ABS等3。电子垃圾中的大件纯塑料一般采用机械法直接
8、回收，而 混合塑料的回收主要 有机械法、化学法和热 回收法，各种方法的特 点比较如图1所示。其中热 回收法被认为是回收塑料最环保的方法，瑞 士和丹麦早在2002年就有70%的塑料是通过该法处 理的；2003年西欧也有23%的塑料通过 该方法回收处理 冏。图 1 回收混合塑料的 3种方法4 具体处理技术方法4.1 机械处理方法利用各组分间的物理性 质差异进行分选的机械 处 理方法存在着成本低 ， 操作简单，不易造成二次污染，易实现后物质再经过冶炼、械处理可以使电子废4.1.1 拆解规 模 化等优势。目前的机 械 处理方法主要包括拆 解 、破碎、分选等， 处 理填 埋 、焚烧等处理后可获 得 的金
9、属、塑料、玻璃 等 再生原材料。因此 ， 机弃 物 中的有价物质充分地 富 集，减少后续处理的 难 度，提高回收效率5。种 电 子元器件，如变压器 、 电池、电容、晶体管 等 ，这些元器件中含有铅、汞、镉等多种重 金 属和有害物质，处理 时 可预先将其拆解下来 ， 对于可靠性检测后不 可回收再利用的元器件可 以 进行单独处理，这样 不 仅能富集有价物质还 可以防止其对后续 工 艺的污染，减少处理成本 。 目前，电子废弃物的 拆 解一般由手工完成， 机 械设备作为辅助，但 随着电子工业的飞速发 展 ， 电子废弃物的数量日 益 增多，必须考虑采用 机 械化处理的方法，提 高处理效率。日本 NEC公
10、司已研制开发了 一套自动拆卸废电路板 中电子元器件的装置，这种装置主要利用红外加热和两 级去除的方式使穿孔元 件 和表面元件脱落， 不 会 造成任何损伤。4.1.2 破碎单体的充分解离是实现 高效机械分选的前提 ， 破 碎是实现单体解离的 有 效方法。因此，根据物料的物理特性选 择 有效的破碎设备，并根 据 所采用的分选方法选 择 物料的破碎程度， 不 仅可以提高破碎效率，减 少 能源消耗，而且还能 为 不同物料的有效分选 提 供前提和保证。在 选 择破碎设备时，应充分考 虑物料的物理特性。 如 拆 除元器件后的废电路 板 ，主要由玻璃纤维强 化树脂覆铜板组成，存切或冲击作用的破碎在 着 硬度
11、较高，韧性较设 备 比较合适。瑞典的强 ， 具有良好的抗弯性等 特 点，因此采用具有剪 、SR公司开发的转式破 碎机与日本NEC公司的剪切式破碎，都采用剪切作 用 来破碎废旧印刷电路板 ，减小了解离后金属 的 缠绕作用，得到了 较 好的解离效果。瑞士 Result 技术公司开发了 超 音速方法破碎涂层线路 板等多层复合制件， 它 利 用各种层压材料的冲击和 离心特性不同，将多 层 复 合材料彼此分开， 不 同 材料的变形情况不 同 ，脆性材料碎成粉末， 金 属 则形成多层球状物 。4.1.3 分选机械分选主要是利用 物 质 间的物理性质差异（ 如 密度、电性、磁性、 形 状及表面性质等）来实现
12、不同物质的分离 。机械分选包括湿法分选和干法分选。湿法分 选有水力摇床、浮选 、 水力旋流分级等。干法分 选包括空气摇床、电选、磁选和气流分选等。4.1.3.1 按密度分选按各组分的密度差异进 行分选的技术成熟地应 用 于选矿行业中。由 于 电 子废弃物中含有大量的金属和塑料，他们的 密度差异较大，容易 按 密度分离，所以密度 分 选法处理电子废弃物 也具有一定优势。空气摇床是一种按密度分选的 设 备，现已广泛地应用 于 电子废弃物的分选过 程中，其分选机理是:不 同比重的颗粒混合物 料 给到床面上，与从床面缝隙吹入的空气混合， 颗 粒群在重力、电磁激振力、 风力等综合作用下按 密 度差异产生
13、松散分层 ， 重颗粒受板的摩擦和 振动作用向上移动，轻颗粒 浮在床面上向下漂移 ， 从而实现了金属和塑 料 的分离。4.1.3.2 磁选和电选磁选是利用电子废弃物 中 各组分的磁性差异实 现 分选的，多用于除去 废 弃电路板中的铁磁性物质。静电分选是利 用 物质在高压电场中的 电 性差异实现分选的 ， 对 废弃物再生处理十分 有效。其荷电机理有两种 :一是通过离子或电子碰撞荷电，如电晕圆 筒型分选机 ;二是通 过接触和摩擦起电荷电，如摩擦 电选，能够分选多种 不 同 物料，尤其对两种 混 合 塑料，分选十分有效 。涡流分选技术现已被广 泛地应用于回收电子废 弃 物中的非铁金属。 其 分 选机理
14、是当分选机中的磁场变化时，在导 电 的有色金属颗粒中感 应 产生涡电流，涡电流 与 磁场相互作用，对导电颗粒产生电动力，使导 电 颗粒和绝缘颗粒产生 不 同的运动轨迹，从而 实 现导体和非导体的分离。涡流分选要求颗粒的形 状 规则平整，而且粒度 不 能太小。铝的密度较 低 ，使用普通的分选方法容易混入轻产物中，械分选的前提。而 使 用涡流电选机可以高 效 地分离金属铝。单体 的 充分解离是实现高效机4.2 火法处理和湿法处理4.2.1 火法冶金回收方 法段去除电子废弃物中法主要包括焚烧、热物；回收的主要金属其缺点是，易造成有易造成某些金属损失火法冶金回收方法是指 通过焚烧、等离子电塑 料 及其
15、他有机成份而解 两 种类型。火法冶金包 括 金、银、钯等贵金毒 气 体的逸出；电子废于 其 中而无法回收，且寺向弧 炉 或高炉熔炼、烧结或 熔 融等火法处理的手使 金 属得到富集并进一收 方法的优点是，可属 以 及铜等贱金属，且弃 物 中的陶瓷及玻璃成大 量 的非金属成分在焚步 回 收利用的方法 6。以 处 理所有形式的电子这 些 金属的回收效率较份 使 熔炼炉中的炉渣量烧 过 程中损失。本方废弃高。增加、4.2.2 湿法冶金回收方 法湿法冶金回收方法是指 利 用电子废弃物中的 绝 大 多数金属（包括贵金属 和贱金属）能在硝酸、硫酸、王水等介质 中 溶解而进入液相的 特 点 、使绝大部分贵金
16、属 和 其他金属进入液相 而 与电子废弃物中的其他物 料分离、然后从液相 中 回 收贵金属和其他贱金 属 的方法7。该方法主要是通过电解的途径来 回收印刷线路板中的金 属网。与火法回 收技术相比，湿法回收 技术的优点 是：废气排放少、提 取贵金属后的残留物易 于处理、经济效益显著、回收得到的产品是单 一的 金属。但湿法回收技 术的化学试剂实际消耗 量大，工艺复杂，产生 的废水量大。4.3 其它处理方法微波法：微波法是指 将PCB粉碎后放入 塔端中用微波加热，使 其中的有机物分解挥发 后再 加热到1 400c左右 使余下的废料熔化形成 玻璃化物质，再将其冷 却后，其中的金、银 和其它的 金属便以
17、小珠的形式分离出来，剩余的玻璃质物质可以回收用作建筑材料。其主要处理流程图如图2图2微波辐射方法在电子废弃物处理中的应用5电子垃圾回收处理 的工艺电子垃圾回收处理的工艺流程非常重要，工艺流程设计直接关系到回收的效率与效益问题。到目前为止，已经有 许多企业对电子垃圾处 理的工艺流程展开了深 入的研究，并提出了有 各自 特色的处理工艺路线 。通过比较研究，得到 了电子垃圾回收处理的 最佳工艺流程图，如图 3所 小。图3电子垃圾回收处理的最佳工艺流程7结语电子废弃物是一类增 长速度快、环境危害性 大、富含多种有价物质的特殊废物。电子废弃物的资源化处理和利用对于建立循环物流型社 会和实现可持续发展战
18、略起着重要的作用。就 我国而言，合理解决电子废弃物资源化问题有助 于缓解人口、资源和环 境的压力。目前，我国 对电子废弃物的处理利用在管理和技术方面都还 比较落后，需要进一步完善提高，以期切实有 效地将这类危险废物变成二次资源，减少其对环 境和人类的危害。参考文献:材料报道：综述篇 2010年5月 第1王卓雅，温雪峰，赵跃民电子废弃物资源化现状及处理技术能源环境保护 第十八卷第五期 2尹立孟，刘亮岐电子垃圾的回收再利用及其成本-收益模型研究24 卷第 5 期 105-1123魏金秀，汪永辉等2005, 31 (3) :133国内外电子废弃物现状及其资源化技术J.东华大学学报(自然科学版)，4K
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