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电子垃圾处置调研报告

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1 有 关 电 子 垃 圾 的 基 本 知 识 „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ 1 1. 1 电 子 垃 圾 的 定 义 „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ 1 1. 2 电 子 垃 圾 的 特 点 „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ 1 1. 2. 1 品 种 杂 , 数 量 大 „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ 1 1. 2. 2 危 害 严 重 „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ 1 1. 2. 3 废 中 多 宝 , 潜 在 价 值 高 „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ 2 1. 2. 4 处 理 困 难 „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ 4 2 国 内 外 电 子 垃 圾 的 产 生 与 处 置 现 状 „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ 4 2. 1 国 外 电 子 垃 圾 的 产 生 与 处 置 现 状 „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ 4 2. 2 我 国 电 子 垃 圾 的 产 生 与 处 置 现 状 „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ 6 2. 2. 1 电 子 垃 圾 数 量 迅 速 增 加 „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ 6 2. 2. 2 缺 乏 完 善 的 法 规 体 系 以 及 监 管 制 度 „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ 6 2. 2. 3 我 国 的 电 子 垃 圾 回 收 与 处 理 企 业 的 基 本 现 状 „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ 8 2. 2. 4 改 变 现 状 需 要 系 统 工 程 „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ 1 0 3 电 子 垃 圾 资 源 化 利 用 的 途 径 „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ 1 1 3. 1 废 旧 电 视 机 的 环 保 处 理 „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ 1 1 3. 1. 1 旧 电 视 机 必 须 环 保 回 收 处 理 „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ 1 1 3. 1. 2 国 外 废 旧 电视 机 拆 解 工 艺 „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ 1 2 3. 1. 3 影 响 国 外 废 旧 电 视 机 处 理 设 备进 入 我 国 的 因 素 „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ 1 3 3. 1. 4 国 内 废 家 电拆 解 工 艺 和 设 备 的研 发 情 况„ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ 1 4 3. 2 废 旧 电 脑 的 综 合 治 理 „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ 1 4 3. 2. 1 废 旧 电 脑 的 危 害 „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ 1 4 3. 2. 2 废 旧 电 脑 的 回 收 处 理 利 用 技 术 „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ 1 5 3. 2. 3 废 旧 电 脑 回 收 处 理 利 用总 结 „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ 1 7 3. 3 废 旧 印 刷 线 路 板 的 资 源 化 利 用 „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ 1 8 3. 4 废 弃 电 子 产 品 电 池 的 处 理 „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ 1 9 3. 4. 1 废 旧 电 子 电 器 中 的 电 池 的 分 类 和 危 害 „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ 1 9 3. 4. 2 废 旧 电 子 电 器 中 的 电 池 的 回 收 利 用现 状 „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ 2 0 3. 4. 2. 1 国 外 废 弃 电 池 的 回 收 利 用现 状 „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ 2 0 3. 4. 2. 2 我 国 废 弃 电 池 的 回 收 利 用现 状 „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ 2 1 3. 4. 3 各 种 废 旧 电 池 的 回 收 利 用 技 术 研 究 „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ 2 2

1 有关电子垃圾的基本知识

1.1 电子垃圾的定义

电子垃圾是对废弃电子产品的俗称, 英语简称“E-waste”。其广义范围较大,根据来源划分, 电子废弃物可分为两类 :电子电器产品生产过程中产生的废弃物及达到使用寿命后废弃的电子 电器设备;依用途来分,电子垃圾则包括工业电器、农用电器、家用电器、军用电器、医用电 器、办公电器等。通常所指的电子垃圾是狭义的,主要包括各种废旧电脑、电子通讯设备如手 机以及电视机、电冰箱、空调机等废旧家电,还有被淘汰的精密电子仪器仪表等。

1.2 电子垃圾的特点

1.2.1 品种杂,数量大

全球每年大约产生 1000~1800 万吨的各类废弃电子垃圾,而且电子垃圾以每年 3%-5%的增 长速度成为目前世界上垃圾速度增长最快的废弃物之一。

有关统计资料表明,我国目前电冰箱保有量 1.5 亿台,洗衣机 1.9 亿台,电视机 3.7 亿台, 这些电器多是上世纪 80 年代中后期进入各个家庭的,按照 10~15 年的使用寿命计算,从 2003 年起,我国进入家电报废高峰期,每年至少有500 万台电视机、 400 万台冰箱、 600 万台洗衣机 需要报废。此外,近年来我国电脑、手机消费量激增,更使电子垃圾的数量大增。目前我国电 脑保有量约 2000 万台,手机近 2 亿部,已有近 500 万台电脑、上千万部手机进入淘汰期。与普 通家电相比,废旧电脑和手机的安全处置问题更应该引起重视,因为它们的更新速度远快于普 通的家电产品。 1.2.2 危害严重

电子垃圾不仅量大而且危害严重,如果处理不当将会对人和环境造成巨大的危害。特殊是 电视、电脑、手机、音响等产品,因其含有大量有毒有害物质,对于这些废弃电子产品如何处 置应该予以特殊重视。

废旧家用电器中主要含有以下有毒有害物质:无机重金属物质包括铅(Pb)、镉(Cd)、砷 (As)、汞(Hg)、铬(Cr)、钡(Ba)、铜(Cu)、镍(Ni)等;有机毒害物质例如聚氯乙烯塑 料、溴化阻燃剂、氟氯碳组成的制冷剂、发泡剂等等。例如:一台电视机的阴极射线管中含有4 至 8 磅(即 1.8 至 3.6 千克)的铅,一台电脑显示器中铅含量平均就达到 1 千克多,各种电路板 中也含有大量的铅。铅元素可破坏人的神经、血液系统以及肾脏;电脑以及其他电子垃圾的电 池和开关中含有铬化物和水银,铬化物透过皮肤,经细胞渗透,少量即可造成严重过敏,更可 引起哮喘、破坏 DNA;水银则会破坏脑部神经;电脑机箱和磁盘驱动器中的铬、汞等元素对人

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体细胞 DNA 和脑组织都有巨大的破坏作用; 电脑显示器中的废弃阴极高速电子管含有钡和危(wei)险 的发光物质;电脑以及其他电器的路线板中的镉、镍、铜等所有重金属,都会对土壤造成严重 的污染,并且污染地下水,严重伤害人类健康,造成病变;电冰箱中的制冷剂R12、发泡剂 R11 是破坏臭氧层的物质;电子垃圾中还有含氯或者溴等卤素的阻燃剂,一旦发生燃烧,即会产生二 恶英等致癌、致畸物质。表 1 中列出了电子垃圾中的部份污染物的来源。

1 冰箱

路线板、电缆、电子设备外壳

显示器 光电设备

电池及某些计算机显示器 阴极射线管、路线板

阴极射线管、焊锡、电容器及显示屏

金属镀层

氯氟碳化合物 卤素阻燃剂

汞 硒 镍、镉 钡 铅 铬

如果将这些电子垃圾随意丢弃野外或者简单掩埋,废旧电器所含的重金属就会渗入地里,对 地下水和土壤造成严重污染,并最终导致人体中毒;如果对这些电子垃圾采用酸泡、火烧等简 陋工艺进行处理,则会产生大量的废液、废渣、废气、毒气,造成二次污染,严重危害环境和 人类健康。鉴于此, 目前世界上许多国家都将电子废弃物列入危(wei)险废弃物或者特殊管理的一类。

1.2.3 废中多宝,潜在价值高

通过以上的叙述可以看出,电子垃圾中确实含有大量毒害性较大的物质,但是从此外一个 角度来考虑,这些毒害物质恰恰就是可以再利用的聚酯、塑料、玻璃、希有贵金属等珍贵资源。 电子废弃物从资源回收角度看,潜在价值很高。这些垃圾中有大量可回收的有色金属、黑色金属、 塑料、玻璃以及一些仍实用的零部件等。有关研究显示, 1 吨电子板中,可以分离出 130 千克 铜、 0.45 千克黄金、 20 千克锡。

表 2 给出了几种典型电子设备的组成成份:

设备类型 电脑 电话 电视 洗碗机

黑色金属 有色金属 32 3 <1 4 10 4 51 4

2

塑料

22 69 10 15

玻璃 路线板 15 23

11

41 7

<1

- -

其他 5 16 8 30

从表2中的数据可以看出,电脑中金属的含量为35%摆布,而洗碗机中的金属含量高达55%。

2

电子废弃物中的塑料含量也很高,塑料熔化后可作为新产品的原材料或者被用作燃料, 当把塑料 作为熔化过程水泥炉中的燃料时,1吨塑料能代替1.3吨的煤。

废弃印刷电路板中的金属含量更是可观,表3列出了路线板中所含的物质组成:

成份 银 金 钡 铍 镓 硒 锶 碲 铯 碘 汞

含量(g/t) 成份

铝 3300

铝(液态) 80

砷 200

硫 1.1

35 铋

溴 41

二氧化硅 10

碳 1

镉 55

氯 200

铬 1

含量(%)

4.7 1.9 <0.01 0.10 0.17 0.54 15 9.6 0.015 1.74 0.05

成份 铜 氟 钛 铁 锰 钼 镍 锌 锑 锡

含量(%)

26.8 0.094 3.4 5.3 0.47 0.003 0.47 1.5 1.5 1.0

从表3中数据可以看出,废弃路线板中仅铜的含量即高达26.8% ,此外还含有铝、铁等金属及 微量的金、银等稀贵金属。于是电子废弃物具有比普通城市垃圾高得多的价值。根据金属含量 的不同,有研究估计,每吨电子废弃物价值达几千美元。若再考虑到电子废弃物中具有较高价值 且仍可继续使用的部份元器件,如内存条、 微芯片等,电子废弃物具有很高的潜在价值,蕴藏着巨 大的商机,回收利用的前景非常广阔。

1.2.4 处理艰难

虽然电子废弃物潜在价值非常高,但由于含有大量有毒、有害物质,要想实现电子废弃物的 资源化、无害化,不仅需要先进的技术、设备和工艺,更需要较高的投资。电子废弃物组分复杂、 类型繁多,使用寿命也各不相同,或者长达数十年,或者仅能用一次, 这给电子废弃物的回收及资源化 利用带来了相当大的艰难,其回收利用率较其它城市垃圾低得多。

美国1999年废弃电脑达2400万台,其中仅有11%被回收利用,甚至远远低于其它城市垃圾在 1997年的回收率,如表4所示:

钢包装 铝包装 纸及 生活 软饮 玻璃 电脑

类型 轮胎 电池

材料 (99年) 材料 纸板 垃圾 料瓶 容器

回收率(%) 93.3 48.5 41.7 41.1 35.27.5 22.3 11.0 61

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电子废弃物的科学、有效处理是一项世界性难题。各个国家的环保工作者都投入了大量精

力进行电子废弃物的资源化研究,但还有许多问题期待解决,如含铅玻璃的资源化、无害化处

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理问题, 印刷路线板的全面资源化问题,在回收过程中二次污染的防治问题等等。有些科学家已 经解决了上述部份问题,但与实现工业化还有一定距离。

总之,电子废弃物的资源化和无害化研究有着重要的环境和经济效益,是有关电子工业可 持续发展以及环境保护的重大课题。 随着各国对环境保护及二次资源利用的重视,电子废弃物的 资源化研究正成为全球环境工程领域一项重要的内容。

2 国内外电子垃圾的产生与处置现状

2.1 国外电子垃圾的产生与处置现状

电子工业的高速发展及市场膨胀是电子废弃物高速增长的主要原因。电子产品在科学技术 各个方面的作用日益重要,电子废弃物的数量也逐年递增,但大量的电子废弃物都没有得到合理 的回收利用。电子垃圾是困扰全球环境的大问题,特殊是发达国家,由于电子产品更新换代速 度快,电子垃圾的产生速度更快。

美国环境保护署估计美国每年的电子废弃物约为2.1亿吨, 占城市垃圾的1%;欧盟每年废弃 电子设备高达600万吨~800万吨,占城市垃圾的4%,并且正在以每5年16%~28%的速度增长,是 城市垃圾增长速度的3~5倍, 其中德国每年即可产生电子垃圾约180万吨,法国约150万吨, 瑞典 也达11万吨 。

以电脑为例,美国委员会的一份报告分析,1998 年美国共淘汰 2000 万台电脑,今后 10 年内被淘汰的电脑数量将达到 15 亿台。其中 2004 年美国统计显示废弃电脑即有 3.15 亿台, 这些废弃电脑中含有约 5 亿千克铅、 90 万千克镉、 18 万千克水银和 54 万千克铬!从全球来看, 这些数字将会更庞大,而这些废弃电脑在电子废弃物中仅占很小的比例。 电子产品更新换代的速 度也在不断加快,据美国委员会估计,1992 年电脑的平均寿命为 4.5 年,到 2005 年仅为 2 年。

虽然电子垃圾数量庞大、潜在价值非常高,但由于组分复杂、类型繁多,并含有大量有毒、 有害物质,导致电子废弃物的回收以及资源化、 无害化利用相当艰难, 其回收利用率较其它城市 垃圾低得多。 例如, 美国 1999 年废弃电脑达 2400 万台, 其中仅有 11%被回收利用, 甚至远远低 于其它城市垃圾在 1997 年的回收率; 在固体废弃物处理率较高的日本, 电子废弃物的回收利用 率也低于城市垃圾的回收利用率, 日本在 2001 年开始实施家电回收法之前, 有近一半的废弃家 电未经任何处理直接进入填埋场,另一半的也仅经简单的破碎后填埋;在电子废弃物资源化回 收利用较先进的欧盟,目前也仅有 10%的电子废弃物被采集并单独处理,其余的 90%与普通城市 垃圾一起处理,其中包含电池、金属及合成材料等污染物。

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随着世界各国对环境保护以及二次资源利用的重视不断加强,电子废弃物的回收与资源化 利用已经正在逐步前进。欧盟的《报废电子电气设备指令》 (WEEE Directive)已经于 2005 年 8 月 13 日正式实施,依据该指令,生产商、进口商和经销商要负责回收、处理进入欧盟市场的废 弃电器和电子产品。目前已有 19 个欧盟成员国要求对电子及电气设备加施规定的 WEEE 标记; 根据《关于在电子电器设备中禁止使用某些有害物质指令》, 2022 年 7 月 1 日以后投放欧盟市 场的电器和电子产品不得含有铅、汞、镉等 6 种有害物质,从而从电子产品的生产源头消减危 险废物造成的环境污染。

据了解,目前美国有 48 万人从事再创造业,每年可创造 530 亿美元的产值。美国的电子垃 圾处理企业普通年利润可达到 2500 万到 3000 万美元。 其中, 1998 年从美国电子废品回收者手 中回收的塑料即在 6500t 以上,比 1997 年增长了近 5%;在日本,已经有许多企业从电子垃圾的 循环利用中获取了丰厚利润。日本自从颁布了废旧家电处理的法律规定之后,该国各个家电生 产厂家纷纷建立了废旧家电再利用机构。 例如松下电器公司于 2000 年 4 月投资 4 亿日元兴建利 用废旧家电的基地———松下环境技术中心, 并于 2001 年 4 月 1 日投入运转。 松下环境技术中 心目前只处理废旧电视机、洗衣机、空调器和电冰箱,经过分解、破碎、分选等程序,回收各 种材料再利用或者出售。这样,过去的“电子垃圾”变成为了珍贵资源,变成为了商品,实现了从商 品到商品的循环,既解决了“电子垃圾”污染环境的问题,也节约了大量资源。

2.2 我国电子垃圾的产生与处置现状

2.2.1 电子垃圾数量迅速增加

随着我国经济的不断迅速发展,我国的电子电器产品市场向来以来呈现购销两旺的势态, 是公认的巨大产品消费市场之一。有关统计资料表明,我国目前电冰箱保有量 1.5 亿台,洗衣 机 1.9 亿台, 电视机 3.7 亿台, 这些电器多是上世纪 80 年代中后期进入各个家庭的, 按照 10~ 15 年的使用寿命计算,从 2003 年起,我国进入家电报废高峰期,每年至少有 1500 万台大件家 电需要报废。此外,近年来我国电脑、手机消费量激增,更大大增加了电子垃圾的增长数量。 目前我国电脑保有量约 2000 万台,手机近 2 亿部,已有近 500 万台电脑、上千万部手机进入淘 汰期。由于电脑、手机相对于电视、冰箱等家用电器来说,其更新换代的速度要快3~5 倍,因 此,今后的相当长一段时期内,我国的电子垃圾的增长率都会不断增加,甚至会远高于全球电 子垃圾每年 3%~5%的增长率。

广东省目前产生的废旧电子电器类固体废物约 35 万吨/年,这些电子垃圾尚未得到有效处 置,有的地方由于电子垃圾污染已经深受其害。电子废物拆解地—— 中国广东省汕头市潮阳区 贵屿镇的环境样本中已经发现铅、 汞及镉等 10 多种有毒重金属, 其含量都远高于样本中其他金

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属的含量,并且,所有当地尘埃样本的含铅量都高于普通样本几百倍。

2.2.2 缺乏完善的法规体系以及监管制度

与庞大的电子垃圾相比,目前我国还没有一个完善的电子垃圾回收、处理的法规体系,也 没有一个专门部门对此专门负责。 1995 年 10 月 30 日,全国常委会通过了《固体废物污染 环境防治法》,由于当时客观条件的局限,这部专门规范固体废物污染防治的法律也没有明确 规定电子垃圾的安全处置问题; 之后, 2004 年 12 月 29 日由中华人民共和国第十届全国人民代 表大会常务委员会第十三次会议修订通过、 并于 2005 年 4 月 1 日开始实施的修订版

,将废弃电器等固体废物纳入法律规范,这标志着中国处置电子垃圾开始有

法可依。该防治法中第三十七条规定“拆解、利用、处置废弃电器产品和废弃机动车船,应当 遵守有关法律、法规的规定,采取措施,防止污染环境。”但由于缺乏实施细则,还没有针对 电子废物回收处理的专门法规,环保部门无权取缔那些不规范的电子垃圾回收和物理拆借的作 坊,更无法干预和控制电子垃圾的流向。

我国

(征求意见稿)在 2004 年便已经公示,但此

后却迟迟未能出台。无非通过这部征求意见稿,我们还是可以看到我国相关法规的一些基本内 容:根据规定,废旧家电回收处理实行多元化回收和集中处理;国家对废旧家电处理企业实行 资格认定制度;家电生产企业负有对自己产品的处理责任,它可以自行进行废旧家电处理,也 可委托有资质的处理企业处理。家电经销商和售后服务机构将有义务回收废旧家电,回收的废 旧家电应当交售给有资质的处理企业。

据悉,我国七部委联合颁布的

将于 2022 年 3 月 1

日生效,该管理办法主要针对电子信息产业的生产原料使用环节进行规范;国家环保总局正在 起草有关电子污染管理办法,对拆解利用处置废弃的电器产品的行为进行规范和监督管理,同 时,对于各地开展电子废弃物拆解利用活动,逐步进行引导和规范化的管理。

已有的和正在制定的这些法律法规之间还存在一定问题:《固体废物污染防治法》只涉及 到了对于拆解、利用和处置的电器废物,对于电子废物没有包括其中;《电子信息产品污染控 制管理办法》主要针对电子信息产品,其他的电子电器产品则不在其中;《废旧家电及电子产 品回收处理管理条例》的局限性只在于对废物的回收利用, 而没有考虑全过程的污染控制问题。 而且,由于分属不同部门,这些法律法规还缺乏必要的协调呼应,存在着明显的漏缺、冲突和 重叠等问题。同时,对于需要追究刑事责任的重大违法案件,部门法规的效力往往有限。

由于缺乏完善的法律规范,拆解和焚烧“电子垃圾”过程中,产生的污水和废气,对人体 健康和生态环境已构成严重危害,急需通过立法来应对电器报废的高潮。除此之外,还应针对

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国外“电子垃圾”向中国转移的严重现状,明令禁止走私废旧电子电器产品。在此方面,广东 省已经在 2004 年 5 月 1 日开始执行的

明确规定,禁止在

广东本省内经营、处置和利用进口的废旧电子电器类固体废物,并禁止省外、境外的生活垃圾 进入广东。

我国目前规范废旧电子产品再生利用的法律法规尚不健全,现有的一些法律法规不系统、 不配套,特殊是废旧电子回收的特许经营制度、经过简单拆解分类的电子垃圾的流向、拆解再 利用应遵循的规范,以及对无利用价值的废物无害化处理的技术标准化等方面的法律法规相当 缺乏。正因如此,大量的无证小作坊往往凭借一把锤子、一个硫酸池的全部家当来提取电路板 中的金属,结果对环境造成的污染远远大于其在回收电子垃圾方面的贡献。由于工艺简单,没 有环保投入,使得他们在处理成本上远远低于正规企业,从而可以通过提高回收价格的方式与 正规企业展开原材料争夺。长久下去,不只现有正规企业面临生存问题,而且还影响到准备进 入该行业的企业的积极性。

中国已经发展成为电子产品的生产、 消费大国, 最初投入市场的电器已陆续进入报废阶段。 为了促进电子电器行业新产品的发展,同时完善废旧电子电器产品的回收、利用和处置,制定 完善的可操作性的的法律法规体系,制订专门用以规范电子电器产品的管理法已是势在必行。 2.2.3 我国的电子垃圾回收与处理企业的基本现状

与电子垃圾大幅增长这一客观形势形成反差的是, 我国尚未建立电子垃圾的回收管理制度, 污染防治工作还处于起步阶段。极少数废旧电子电器产品被生产厂家回收处理,大量的电子垃 圾主要通过两个渠道处理:一是作为普通垃圾被填埋,二是在不具备条件的小作坊里被拆解, 回收金、银、铜、锡、铬、铂、钯等贵重金属,大量有害物质或者被直接排入河流、渗入地下, 或者通过燃烧排放到空中,形成严重的大气污染。前几年广东、浙江部份地区手工作坊采用露天 焚烧方式拆解电子电器中的电子元件,提取贵金属遭到暴光,引起了国内外各方关注。

废旧家电对我国环境的污染和对消费者安全的危害之大早已被公认。为了解决废旧家电带 来的危害,早在 2003 年 12 月,经报请领导批准,国家确定了浙江省和青岛市做 为国家废旧家用电器回收处理试点省市, 2004 年国家又在国债项目中选择了浙江、 青岛、 北京、 天津四个废旧家用电器处理的示范项目。但是目前这些规划中的废旧家电回收处理项目发展缓 慢,多数实际上仍处于纸上谈兵的阶段。

做为最先被列为废旧家电及电子产品回收处理体系建设试点城市之一的青岛,计划总投资 8000 万元,国债资金占 1200 万元,占总投资的 15%,规模为年处理废旧家电和电子产品 60 万 台。虽然已经立项两年,但实际上该项目至今尚未破土动工;而另一试点地区浙江省,情况也

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与青岛差不多。在确定为试点单位之后,浙江省经贸委提出将在杭州建立一个处理中心,在 11 个市建立区域分点回收网络体系,然而至今离真正投产仍然相去甚远。造成这种局面的主要原 因是项目企业耽心收不到废旧电子产品,如果收不到或者回收量太少,投资近亿元的电子垃圾处 理设备将会被闲置,企业则会严重亏损。目前各个试点的废旧家电及电子产品回收处理体系建 设项目都是因为耽心无米下锅而迟迟不能进行实质性启动。

中国家用电器协会副秘书长徐东生表示,正规回收再利用企业要实现正常运转目前面临的 最大难题是废旧电子产品的来源严重不足。一家大型的回收再利用工厂要实现正常运转,每年 处理的废旧家电产品要在 30 万~40 万台摆布。虽然我国每年报废的各类家电产品多达上千万 台,但正规企业回收的废旧家电却是寥寥无几。近年来,我国开始鼓励一些正规企业进入电子 垃圾回收再利用领域。然而,由于受环保和技术设备投入带来的成本制约,正规企业在与一些 手工作坊、无证“地下工厂”的原材料争夺中回收价格处于劣势,结果导致大量的电子垃圾流 入“地下工厂”,而正规企业却只能面对处理能力闲置的局面。

目前国内正规的专门处理电子废弃物的厂商惟独六、七家,且大部份是外资和台资。但是 这些企业的废旧家电来源主要来自国外,实际上是国外的电子垃圾处理厂。国内自己兴建、在 建或者待建的为数不多的几家正规电子垃圾再生处置企业也都存在着不同程度的原料缺乏问题。

投资 1000 多万元的,自 2004 年 10 月竣工投产

以来向来处于闲置状态,因为相当长一段时间内采集到的废弃电子路线板,几乎可以在一个小 时内处理完毕;

巴西华侨胡亚春创办的 2004 年 9 月底对外宣布, 初期将投入 200 万美元, 在上海

青浦兴建一家一万五千平米摆布的大型电子废弃物资源再生专业处理厂,其设计能力为年处理 50 万台电子废弃物,将于 2005 年建成投产。实际上,由于不配套,耽心缺乏原料,至今该 项目没有实际的发展;

2004 年 8 月, 在江苏无锡工业园区首期投入 3500 万

美元,开始修筑一座规模庞大的电子废弃物处理工厂,该项目宣称是“国内首家专业环保电子 废弃物全程无污染处理工厂”,该厂当时估计 2022 年 3 月可建成投产,届时长三角每年三万吨 电子废弃物将在该厂得到妥善处理。 但事实上,新加坡伟城的垃圾采集来源主要是与如摩 托罗拉、诺基亚一类的国际创造巨头合作,对于国内厂商以及二手渠道基本没有接触,相关人 员表示由国内回收渠道提供的废弃物可能只占整个电子垃圾的 3%;

2004 年 8 月,中国电子工程设计院、国家等单位相继派专家到广东贵屿镇作实地调 研,最后打算在贵屿建设废旧电子电器产品回收处理示范工程和资源再生产业化基地,广东省

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环保局已允许在贵屿设立试点;

2004 年 10 月, ,将贵屿申报为全国再生资源产业化基地

正式签约天津开辟区,计划在开辟区化工区

买地三万平方米建厂,从事电子路线板及电子废物的回收加工。该项目投资一亿人民币,注册 资本 5000 万人民币。金益鼎企业股分有限公司是从事电子废物的回收加工的专业企业。 该 公司已经获得第一类甲级废弃物处理许可证,在电子垃圾的处理及电子路线板贵重金属回 收方面有很强的技术水平。随着该项目的建成投产,天津开辟区化工区将建成天津乃至华北地 区电子产品废物处理和回收的加工中心,标志着开辟区化工区在天津的电子环保产业上划出了 新的地标。

按照国内现有创造商的生产能力估算,废旧电子产品的回收处理专项资金将达几十亿元, 如果正在制定的相关法律能够顺利出台,处理企业的执照发放将产生一个巨大市场蛋糕,而这 是更多有实力的国内集团正在观望的理由。 2.2.4 改变现状需要系统工程

“电子垃圾”缺乏监管、无序回收、污染严重已经成为我国面临的一个现实问题。专家和 业内人士认为,应该从保护环境和提高资源再生利用率的角度出发,采取各种措施改变当 前电子垃圾回收处理的无序状态。要解决电子垃圾的安全处置难题,关键是要根据污染者付费 的原则,确定合理的收费制度,明确创造商、零售商、消费者各个方面的义务,设立合乎技术 标准的专门处置机构,建立社会化的回收处理服务体系,从而实现电子垃圾的减量化、资源化 和无害化。

便捷完善的电子垃圾回收体系和专业化的初步分拆分类基地对于防

止电子垃圾对环境造成污染非常重要。有关部门应该积极引导和扶持建立规范完善的再生 资源回收网络和集散市场。

:电子垃圾处理资源化是环境保护的技术保障和物质

基础,也是未来经济中具有发展潜力的经济增长点。应制定推动电子垃圾回收利用企 业逐步向集约化、规模化、产业化方向发展。

:实施电子垃圾回收处理经营许可证制度,规范电子垃圾的采集、

流向和处理,取缔无证回收和处理网点。运用法规、行政、经济处罚等手段电子垃圾的流 向,使收回的电子垃圾流向具有资质的回收处理企业,避免地下作坊式的工厂造成环境污染。

长期以来,我国废旧电子产品回收及处理的和法规比较笼统,缺乏系统性、配套性和 可操作性,造成废旧电子产品的回收及处理行业无序化发展。同时,国家在资金、技术引进、

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税收、应用推广等方面的支持也严重不足。应参照国外立法或者成功经验,结合我国国情,尽快 建立和完善自己的法规体系,明确相应规范和监管机制。

3 电子垃圾资源化利用的途径

近几年,废旧电子产品的处置已有了长足的进步,国外对显像管、压缩机、印刷路线板和 电池等部件的处理都有了比较先进的方法,有效地解决了材料分离上的关键性技术难题。目前 德国、法国、美国、芬兰等国家都有专门的研究机构,并建有规范的自动化处理生产线。因此, 从技术上讲,废旧电子产品的再利用已经再也不像以前那末艰难了。

3.1 废旧电视机的环保处理

3.1.1 旧电视机必须环保回收处理

我国是电视机的生产大国, 2004 年生产 CRT 显像管 8000 多万只,电视机 7000 万台。据统 计, 2003 年我国电视机社会保有量达到 4 亿台,每年报废量超过 600 万台,且逐年递增。生产 数千万台电视机,要消耗大量的电力、玻璃、塑料、钢材、铜、铝、铅,以及电子元器件。电 视机中含有铅、荧光粉、溴化阻燃剂等不少有害物质,因此,报废后必须妥善处理,否则将对 环境造成较大危害。如果对报废的电视机实施有效的回收处理,循环利用其中的玻璃、金属、 非金属等资源,可以大大减缓对原生资源的消耗,有效保护我们赖以生存的环境。 3.1.2 国外废旧电视机拆解工艺

发达国家废旧电视机回收处理技术和专用成套设备的研制己经有近 20 年的历史, 现在己拥 有成熟的、自动化程度高的高效处理设备,生产线上只需几个人,日处理数百台电视机,材料 回收率超过 90%,且对环境没有任何危害。 国外不同国家采用的处理技术不尽相同, 例如显像管 屏、锥分离技术,有采用激光切割的;有采用电热丝热爆裂的;有采用金刚石刀具切割的;也 有采用酸洗加冷热交替冲击分离的;还有的将显像管整体破碎,然后再分选不同组分玻璃的。

综上所述,发达国家对废旧电视机的回收处理基本采用如图 1 所示的工艺过程:

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电缆、电路板 送专业处理线

废旧电视机 进入流水线

剪掉电源线 松后盖螺丝 取下后盖

剪断电缆, 取出电路板 和显像管

拆除显像管、 偏转线圈, 剪掉电子

拆除机壳内 喇叭等器件

拆除防爆带

清理防爆带 下的胶带

锥、体分离

回收荫罩、 荧光粉等

锥玻璃回收 屏玻璃清洗 回收

各个工序拆卸下的后盖、机壳、电路板、偏转线圈等器件、屏玻璃、锥玻璃分别采集,送 后续工序处理或者作为原料出售。也有的处理企业在取出显像管后把机壳(包括其中的部件 ) 投 入破碎机破碎,然后经过多级分选,分离出铁、铜、铝和塑料。

在上面的工艺过程中,除了取下后盖、剪断电缆、回收荧光粉等少数几个工序有人工辅助 作业外,其余都是自动进行,如显像管自动行走、自动定位夹紧、自动旋转、自动去除防爆带、 自动清理防爆带下的胶带、自动实现屏锥玻璃分离、自动清洗锥玻璃。

废旧电视机处理的主要难点是 CRT 显像管的环保处理。我国有关研究单位分别采取了电热 丝热爆分离技术,酸洗技术和金刚石刀切割技术,均取得了一定的发展。

废旧电视机的拆解过程可以理解为反安装过程,产品装配过程中最后安装的工序,是拆解 时的第一道工序。拆解废旧电视机和装配又有本质的区别,拆解过程中不少工序是破坏性的。 拆解处理废旧电视机首要考虑的是环保性、资源回收率、效率、成本等,组成电视机的部件、 元器件,视其可再利用性、价值、功能、或者材料再生性,决定是完好拆卸还是破碎处理。 3.1.3 影响国外废旧电视机处理设备进入我国的因素

:据介绍,国外一条年(单班)处理 14 万~15 万台废旧电视机的生产线,仅用 5~6

个工人,效率高,回收率也比较高,处理过程非常清洁,没有污染产生。由于发达国家的人工 费用昂贵,废旧电视机回收处理成本中,储运成本、人工成本等占较大比例。而设备折旧成本 所占比例不高,这是由于废旧电视机是免费得到的,且处理企业根据处理量可以得到相应的补 贴之故。所以,他们优先采用全机械化、自动化的设备,甚至增加一些人工智能设备,以减少

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用工数量,降低综合成本。因为是机械化自动化的成套处理设备,所以造价不菲,例如显像管 屏、锥分离全套处理设备报价 80 万~140 万欧元。

:发达国家是高消费社会,使用旧货的家庭很少,形不成有规模的二手电器市场,

所以, 废旧电视机的出路主要是拆解处理, 拆解比例在 90%以上。 这样, 废旧电视机处理企业可 以得到充足的原料,保证自动化处理线的开工率。如果同样的处理线放在发展中国家,回收的 废旧电视机中有 40%以上进入旧货市场,供处理设备处理的废旧电器仅有 50%~60%,自动化的 处理线就会处于严重的开工不足状态,造成闲置浪费。而在我国,正规回收处理企业都面临着 原料严重不足的困境。

3.1.4 国内废家电拆解工艺和设备的研发情况

2002 年初,受科技部委托,中国家用电器研究院承接了“废旧家用电器回收与再生利用技 术研究”的科研课题,主要研究了电冰箱、空调器、电视机、洗衣机和电脑的回收处理工艺, 以及关键拆解处理设备。通过国内外情况的对照分析,得出以下结论:我们学习国外的先进经 验,但不能照搬国外设备,也不是简单的对国外设备进行国产化。二是要开辟具有中国特色、 有一定先进性的、经济合用、高效环保的、具有自主知识产权的废旧电器处理工艺和成套设备。 在完成课题的过程中,中国家用电器研究院创造了电冰箱箱体钢板切割机、电视机 CRT 显像管 屏及锥分离设备,并用显像管屏玻璃创造绝热保温材料——泡沫玻璃,完成为了压缩机开盖设备 选型等工作。

据了解,现在国内开辟废旧电器回收利用技术的科研院所有清华大学、北京工业大学、内 贸部物资再生利用研究所、华东理工学院、合肥工业大学等。

3.2 废旧电脑的综合管理

3.2.1 废旧电脑的危害

随着计算机普及速度的加快、更新换代速度的加快, 更换周期变短,全球废旧电脑的数量 与日俱增。 据美国市场研究公司国际数据公司2001年1月18日发表的报告说, 由于微处理器更新 换代的速度加快, 个人电脑经济寿命实际上惟独两年。这预示着, 不断产生且数量巨大的废旧 电脑已成为我们面对的不可逃避的大问题,如何妥善处理这些“垃圾电脑”亟待我们尽快解决。

电脑由多种金属、玻璃以及塑料等材料制成,制成一台电脑需要700多种化学原料,而这些 原料大约有一半含有对人类有害的物质。例如:创造电脑机壳的塑料上涂有一层防火剂,这种 防火剂即有毒; 一台电脑显示器中含有约1千克的铅, 而且大部份的铅包含在用于制作显示器的 玻璃中;含有重金属铅和镉的电路板;含有镉的电脑电池;含有氧化铅和氧化钡的阴极射线管 等等。如果将这些垃圾掩埋在土壤中不作任何处理,那末玻璃中的铅就会渗透出来,严重污染

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土壤及地下水;如果将这些垃圾进行焚烧,则会释放大量的有害气体,污染大气并最终形成酸 雨。

3.2.2 废旧电脑的回收处理利用技术 3.2.2.1 废旧电脑显示器处理回收利用技术

电脑的显示器由显像管、印刷电路板、外壳等各部份组成。显像管由漏斗和缩颈部份组成, 显像管材料主要为玻璃,显像管屏板含有碱硅酸玻璃,漏斗部份的玻璃则含有铅,故显像管玻 璃再生利用时,关键技术是如何将屏板玻璃与漏斗含铅玻璃进行有效分离,不导致二者相混。 目前国外研究的是选择性分离技术:人工分离显像管与外壳后,对玻璃显像管接合部份进行加 热,在变形发生处施加物理冲击力使屏板和漏斗板实现选择性分离,这种技术要求自动化和检 测程度高,产业化应用较为艰难;国内有研究者正在开辟一种选择性粉碎——机械分选的分选 处理技术,该技术充分利用了电脑不同组成部份的物理化学特性,具有工艺流程简单、设备成 熟和投资低等优点。

3.2.2.2 废旧电脑机械预分离处理技术

废旧电脑机械预分离处理技术是根据废旧电脑各部份材料的不同物理化学性能进行破碎和 分选,使之预分离。这种破碎和分选相结合的技术在原料加工中已得到了广泛的应用,特殊是 在矿物加工工程领域该技术已较为成熟, 但如何应用于废旧电脑的预分离处理尚处于研究阶段。 废旧电脑经机械分选预分离后可以最大限度地利用二次资源,降低后续处理费用,对废旧电脑 的有效利用起着十分重要的作用.

瑞典的Scandinavian Recycling AB(SR)是世界上最大的回收公司之一,向来致力于开辟和 实践废旧电脑的机械预分离技术和设备。 该公司开辟的废旧电脑预处理分离技术的基本流程为: 废旧电脑经人工预分类并拆卸分离除去外壳、电动机和电路板等,将剩余物破碎后磁选除去金 属铁,再经鼓风分选机分选得到重碎块和粒状物,粒状物经风力摇床分选得到有机物和金属。 此流程涵盖了目前机械预处理分离的基本方法,拆卸下来的电子器件进行可靠性检验后可重复 使用,从而降低创造商的成本;含有害物质的电子器件进行选择性分离后单独处理,简化后续 工艺,降低后续工艺处理成本;一些元器件中稀贵金属的品位远高于矿石,拆卸分选后可以富 集有价物质。

对拆卸后的废印刷电路板,目前最常用的机械处理工艺是德国 Kamet Recycling Gmbh(公 司)采用的工艺,其处理工艺是通过破碎、重选、磁选、涡流分离的方法获得铁、普通金属、稀 贵金属和有机物等几个组分。经过这样的处理后,废电路板中90%的金属和塑料得以分离和回 收, 1O% 摆布的剩余物质则根据成份的性质进行填埋或者焚烧处理。

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机械预处理技术根据废旧电脑的特点和性质进行分离,符合当前市场的要求,而且还可以 在设计阶段将回收再利用的性能融入产品之中,具有一定的优越性。分类分选后的物料易于进 行后续冶炼、填埋或者焚烧等处理,是值得推广的处理技术。 3.2.2.3 废旧电脑印刷电路板回收利用技术

目前废旧电脑印刷电路板回收利用技术主要有:火法冶金、湿法冶金和生物处理技术三大 类。

(1) 火法冶金技术 采用火法冶金技术处理废旧电脑印刷电路板是从中提取回收贵金属的一种 重要方法。其基本原理是利用冶金炉高温加热分离非金属和金属物质,非金属物质主要包括印 刷电路板板材和塑料,普通以浮渣形式分离除去;贵金属则熔融于其它金属熔盐中呈合金态流 出,再进行精炼或者电解处理。该工艺在上世纪80年代研究较多,典型工艺流程为:废旧电脑印 刷电路板经预先分选除掉硅片、极管、电阻等元件,然后破碎,放入焚烧炉,通入空气或者氧气 焚烧,除去印刷电路板板材和塑料等有机物。焚烧残渣配料进入铜熔炼炉中与粗铜熔料一起熔 炼使贵金属熔于其中,贵金属及其它有色金属绝大部份与铜形成熔融合金,再经电解精炼回收 铜,从阳泥中回收其他有色金属和贵金属,电子主板材料焚烧后残存的陶瓷材料或者玻璃纤维成 熔融浮渣排除。

采用火法冶金技术从废旧电脑印刷电路板中提取贵金属的工艺技术具有工艺流程简单、回 收率高的特点(贵金属回收率高达90%以上),但也存在以下几个主要问题: 印刷电路板中的粘结 剂和其他有机物在焚烧时会产生大量的有毒有害气体,需要对焚烧废气进行处理,如若处理不 好则会对大气造成二次污染; 排放的浮渣又成为二次固体废弃物; 其它有色金属回收率较较低; 能耗大,处理设备昂贵,投资高,经济效益不高。

(2) 湿法冶金技术 上世纪70年代初西方发达国家就开始研究采用湿法冶金技术从废旧印刷电 路板中回收贵金属。该技术的基本原理是利用、王水或者其它强酸溶解贵金属的特点,从废 旧电脑印刷电路板中溶解回收贵金属。由于该技术工艺流程简单,投资低,生产设备简单,生 产容易实现,经济效益显著,目前得到了较广泛的应用。

典型的湿法冶金技术工艺流程为:废旧电脑印刷电路板经预先分选除掉硅片、极管、电阻

等元件, 然后将电子废料在高温400℃预热分解除去有机物; 再用9M 的溶解Ag、A1 O 、CuO、

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CdO、ZnO、TiO 、NiO等氧化物,过滤,得到含银及其它有色金属的盐溶液,电解回收银和

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其它有色金属;金、钯、铂等贵金属则不溶于仍留在电路板上,再用王水溶解,王水浸出 液经过滤,过滤液蒸发后用亚钠还原沉淀金,溶液中的钯和铂则用萃取剂萃取回收。

湿法冶金技术存在的主要问题是化学药剂消耗量大,废水后处理艰难,若外排将对环境造

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成严重的污染。因此,在实际生产中还有许多技术和问题需要改进和解决。

(3) 生物处理技术 采用生物技术处理废旧电脑印刷电路板主要是提取印刷电路板上的贵金 属,实际上是利用细菌浸出技术回收贵金属。这项研究始于上世纪80年代,目前还未在实际生 产中得到应用。其基本原理是利用三价铁离子的氧化作用将包裹贵金属的某些重金属氧化溶解 而使贵金属裸露,三价铁离子被还原成二价铁离子,裸露的贵金属再采用湿法冶金浸出技术回 收,被还原的二价铁离子又被细菌氧化成三价铁离子后再循环使用,含细菌的浸出液再生重复 使用。据报导, 电子废弃物采用该工艺处理, 当三价铁离子浓度为10g/L,浸出温度为20~30℃, pH值2.5,浸出时间为2天,可回收97.9%的金。

生物技术提取贵金属具有工艺简单、操作方便等优点,主要问题是浸出时间长,对其它金 属浸出率低,但它有很好的潜在技术优势。 3.2.3 废旧电脑回收处理利用总结

废旧电脑的回收利用技术和设备目前还处于开辟研究阶段,其回收利用关键技术主要为分 选技术和冶金技术,废旧电脑回收利用是一个庞大的社会化和工程技术化的系统工程,特殊是 对数量越来越大的废旧电脑产品,有效地回收和利用废旧电脑中的二次资源,对节约和回收资 源,变废为宝,减少垃圾,保护环境,使我国更快地向循环经济型社会迈进具有积极的作用。

3.3 废旧印刷路线板的资源化利用

路线板是电子工业的基础,从计算机,打印机到电子玩具等,几乎所有的电子产品中都有 路线板存在,随着信息产业的高速发展,路线板生产呈急剧增长之势。 废旧印刷路线板是玻璃 纤维强化树脂和多种重金属的混合物,属典型的电子废弃物。废旧路线板中的金属含量高达 40% ,其中最多的是铜,此外还有金、铝、镍、铅等金属以及硅片,具有很高的回收利用价值。 如果不妥善处理与处置,非但会造成实用资源的大量流失,而且其所含有镉和溴化阻燃剂等大 量致畸、致突变、致癌物质,会对环境和人类健康产生严重的危害。

如何有效地进行废弃印刷路线板等电子废弃物的资源化回收处理,已经成为当前关系到我 国经济、社会和环境可持续发展及我国再生资源回收利用面临的一个新课题,引起我国的 高度重视,“印刷路线板回收利用与无害化处理技术”, 已列入国家2004年组织实施的资 源综合利用关键技术国家重大产业技术开辟专项,属重点开辟范畴。

路线板的处理技术可分为化学处理、热处理和物理机械处理三大类。其中化学处理通常指 湿法冶金,包括酸洗、溶蚀等,以此溶解废路线板中的所有金属,达到回收金属的目的。热处 理方法包括焚化、裂解、直接冶炼等,也是将非金属与金属分离后回收金属。目前,国际上推

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行的回收处理废弃路线板的最佳方法是物理方法, 因为物理法具有投资少、 环境污染小等特点, 是电子废弃物处理的发展趋势。其主要过程是粉碎和分选,从而得到铜粉、非金属粉末等。

由于废旧电路板硬度较高,韧性较好,脆性大,多为平板状,很难通过一次破碎使金属与 非金属分离;所含物质种类较多,解离后金属有缠绕现象等。这些特点决定了废旧路线板的回 收处理难度大,我国至今尚未有一种适合国情的高效节能型的大型废旧路线板回收处理成套设 备。综观国内已有的回收处理设备,有的属中试阶段,不适合大规模工业化生产;其它多属小 单机生产;存在着能耗过高、产量小(时处理量不超过500kg),粉碎后分离不彻底、细度范围 大使得重力分选的效率较低,普通金属的分离率为90%以下,生产成本高,劳动强度大,经济 效益不理想,使得工厂无法进行工业化生产,且容易造成二次污染,所以国内目前较多的还是 采用最原始的方法处理废旧路线板,对于电路板等有贵金属的部份,采取焚烧或者强酸溶解的方 式,把其他成份去掉后留下贵金属,这一过程产生大量“三废”,由于没有环保设施,对环境 和劳动者都有相当的危害,并且没有使再生资源得到最充分的利用。

国外虽已开辟出能对废路线板进行回收的新设备,但这种生产线价格昂贵,需要数百万美 元,包括我国在内的发展中国家因价格问题很难引进此类生产线。

我国一些单位向来在研究印刷路线板回收利用与无害化处理的技术,其中曾经取得过一些重 大发展,例如,由浙江省重点省级研发中心、国家重点高新技术企业——浙江丰利粉碎设备有 限公司研发的年回收处理为 3 万吨的 FXS 废旧电子路线板回收处理成套设备,于 2004 年 12 月 25 日在杭州通过省级鉴定。该设备采用先进的物理法回收工艺: 。他们研制的强力破碎机、中碎机、精细 粉碎机、超微分级机、高压静电分离等设备创新性强,资源化的处理工艺路线先进合理。该设 备能对各类废旧印刷路线板及加工废料、 废旧电器等进行机械粉碎回收处理, 其金属回收率高, 回收金属的纯度在 97%。这项研究成果在国内尚属首创。

3.4 废弃电子产品电池的处理

3.4.1 废旧电子电器中的电池的分类和危害

从普通照像机、录音机、计算器和电子闹钟到寻呼机、电子辞典和掌上电脑,都离不开干 电池;而手机、数码相机、媒体播放器如MP3、MP4等近几年新兴起来的电子产品则大多使用可 充电电池。当这些电子电器产品报废成为电子垃圾的时候,其中的电池的处理、处置也是一个 非常重要的问题。

电池的分类主要有以下三种方法。第一类是按电解液种类划分,主要包括:碱性电池、酸 性电池、 中型电池和有机电解液电池。 碱性电池就是电解质主要以氢氧化钾水溶液为主的电池,

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如碱性锌锰电池(俗称碱锰电池或者碱性电池)、镉镍电池、氢镍电池等;酸性电池则主要以硫 酸水溶液为介质,如铅酸蓄电池;中性电池是以盐溶液为介质,如锌锰干电池(有的消费者也 称之为酸性电池)、海水激活电池等;有机电解液电池,主要以有机溶液为介质的电池,如锂 电池、锂离子电池等。

第二类是按电池的工作性质和贮存方式划分,包括一次电池、二次电池、蓄电池、燃料电 池、贮备电池。一次电池又称原电池,即不能再充电的电池,如锌锰干电池、锂原电池等;二 次电池,即可充电电池,如氢镍电池、锂离子电池、镉镍电池等;蓄电池习惯上指铅酸蓄电池, 也是二次电池;燃料电池,即活性材料在电池工作时才连续不断地 从外部加入电池,如氢氧燃 料电池等;贮备电池,即电池贮存时不直接接触电解液,直到电池使用时,才加入电解液,如 镁-氯化银电池又称海水激活电池等。

第三类是按电池所用正、负极材料划分包括:锌系列电池,如锌锰电池、锌银电池等;镍 系列电池,如镉镍电池、氢镍电池等;铅系列电池,如铅酸电池等;锂系列电池、锂镁电池。

我们日常所用的普通干电池,主要有酸性锌锰电池和碱性锌锰电池两类,它们都含有汞、 锰、镉、铅、锌等各种金属物质,废旧电池被遗弃后,电池的外壳会慢慢腐蚀,其中的重金属 物质会逐渐渗入水体和土壤,造成污染。重金属污染的最大特点是它在自然界是不能降解,只 能通过净化作用,将污染消除。一粒钮扣电池可污染60 万升水;一节电池烂在地里,能够使一 平方米的土地失去利用价值。废旧电池的危害主要集中在其中所含的少量的重金属上:

过量的锰蓄积于体内引起神经性功能障碍,早期表现为综合性功能紊乱。 较重者浮现两腿发沉,语言单调,表情呆板,感情冷漠,常伴有精神症 状。

铅主要作用于神经系统、活血系统、消化系统和肝、肾等器官,能抑制 血红蛋白的合成代谢过程,还能直接作用于成熟红细胞,对婴幼儿影响 甚大,将导致儿童体格发育迟缓,慢性铅中毒可导致儿童的智力低下。 锌的盐类能使蛋白质沉淀 ,对皮膜粘膜有刺激作用。当在水中浓度超过 10-50 毫史/升时有致癌危(wei)险,可能引起化学性肺炎。

镍粉能溶解于血液,参加体内循环,有较强的毒性,能伤害中枢神经, 引起血管变异,严重者导致癌症。

我国的碱性干电池中的汞的含量达到 1-5%,中性干电池为 0.025%,全国每 年用于生产干电池的汞具有明显的神经毒性,此外对内分泌系统、免疫系 统等也有不良影响, 1953 年,发生在日本九州岛的震惊世界的水俣病事 件,给人类敲响了汞污染的警钟。

重金属污染,威胁着人类的健康与自然环境,因此,加强废旧电池的回收与妥善处置意义 重大。

3.4.2 废旧电子电器中的电池的回收利用现状

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3.4.2.1 国外废弃电池的回收利用现状

是在废电池污染管理方面立法最多最细的一个国家,不仅建立了完善的废电池回收体

系, 而且建立了多家废电池处理厂。 美国规模最大的电池回收组织是RBRC,这是一家非盈利的 民间环保机构, RBRC的主要两大任务是公众教育运动和电池回收计划。它得到300多家电池生 产商的赞助。

从事废旧电池回收的最大组织是北海道的野村兴产株式会社,其每年由全国回收的废

旧电池达 13000 吨,占日本废弃电池量的 20%。

1967 年就建立了废干电池回收体系,回收量占销售量 80%以上。

有两家专门加工利用旧电池的工厂,其中巴特列克公司采取的方法是将旧电池磨碎后

送往炉内加热,先提取易挥发出的汞,温度更高时提取蒸发出的锌,铁和锰熔合后作为炼钢的 锰铁合金。该工厂一年可加工 2000 吨废电池,可获得 780 吨锰铁合金和 400 吨锌合金;另一家 工厂则是直接从电池中提取铁元素,并将氧化锰、氧化锌、氧化铜和氧化镍等金属混合物作为 金属废料直接出售。瑞士规定向每位电池购买者收取少量废电池加工专用费。

为加强对废旧电池的管理,实施了废旧电池回收管理新规定。规定要求消费者将使用

完的干电池、钮扣电池等各种类型的电池送交商店或者废品回收站回收,商店和废品回收站必须 无条件接受废旧电池,并转送生产厂家进行回收处理。

许多国家不仅在商店,而且在大街上都设有专门的废电池回收箱,将采集起来的废电

池先用专门筛子筛选出那些用于钟表、计算器及其他小型电子仪器的钮扣电池,它们之中普通 都含有汞,可将汞提取出来加以利用,然后人工分拣出镍镉电池,法国一家工厂就从中提取镍 和镉,再将镍用于炼钢,镉则重新用于生产电池。 3.4.2.2 我国废弃电池的回收利用现状

我国目前废旧电池回收率不足 2%,并且尚无专门处理回收旧电池的系统工程, 但我国部份 地区已逐步建立起许多小型回收站,可收效不大,回收率很低。由于电池回收环节不完善,导 致一些处理废旧电池的生产线开工不足,例如, 广州番禺绿由废置废弃回收处理有限公司废旧 电池处理生产线处理量为 10 吨/天,而 2003 年一年的处理量却仅有 20 吨。

在我国各企事业科研单位,关于废弃电池的回收再利用的研究向来在进行。而国家对于废 旧电池的回收处理也出台了一些管理规定, 2003 年 10 月 9 日, 国家环保局、 国家、 建设 部、科技部、商务部五部门联合批准发布《废电池污染防治技术》。该技术合用于废 电池的分类、采集、运输、综合利用、贮存和处理处置等全过程污染防治的技术选择,指导相 应设施的规划、立项、选址、施工、运营和管理,引导相关环保产业的发展。

我国目前对于废弃电池的回收处理研究也取得了一些成就,例如:

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以海南工贸发展有限公司王宗良为主的课题组经过16年研制成废旧电池综合利用处理工 艺,并于2001年向国家申请发明专利。该工艺将废旧电池破解分选后,经过还原焙烧、浸出、 净液、锌锰同时电解,可回收废旧电池中82%的实用成份,其中锌的总回收率可达83%以上,二 氧化锰的总回收率约为82%,含汞废渣可送专门工厂处理。此工艺可取得可观的经济效益和环 境效益;

由北京科技大学和河北易县共同投资的东华鑫馨废旧电池再生厂,利用北京科技大学曾经平 荣教授研制的物质分解——化学提纯——废水处理技术回收电池中的铁皮、锌皮、铜帽、铜针, 并通过电解加工获得高质量锌、锰产品,回收汞及铁红等副产品,处理后的废水可循环使用, 基本上不用排出,年废旧电池处理量为3000吨;

2022 年 8 月, 南京大学环境学院郑正教授课题组研发的“废旧镍镉电池中镍镉的回收”新 技术成功落户常州茂密特合金制品有限公司,该厂投资 2600 万元建立回收废弃镍镉电池 6000 吨/年的专业化生产线,采用以全封闭式、环保的真空冶炼为主体的技术,分离得到高纯度 (99.99%)的金属镉,而剩余的镍铁等金属可利用该企业现有的技术设备精炼成镍铁合金,生 产不锈钢原材料,从而完成对镍镉电池的回收。项目投产后,工厂每年可回收镉1800 吨、镍铁 1800 吨,两项经济产值总计将超过 3 亿元。 3.4.3 各种废旧电池的回收利用技术研究

包括塑料外壳、硫酸电解液、 PVC或者超细玻璃纤维隔膜和正负电极,其中正负电

的集流体都是以铅为主要组分并加入适量的锑和钙等元素,活性物质分别为PbO /PbSO 和

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Pb/PbSO 以及一些添加剂。 现在比较成熟的废旧铅酸电池回收处理工艺是火法工艺流程, 主要回

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收正负极板中所含的铅;

的使用量约占现有总电池数量的75%,其正负极活性物质分别为

MnO 和Zn,普通都含有汞、 铁、 铜以及隔膜和包装材料等。 相关回收利用研究主要基于高温加热

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和液体浸取工艺流程。高温加热工艺流程和液体浸取工艺流程都含有电池破碎、分离回汞、回 收锌和锰等步骤;

的回收利用也主要集中于火法和湿法两种工艺过程。相对来说,火法回收废旧镉

镍电池的工艺已经比较成熟。在火法工艺中,普通是先将电池破碎,利用金属镉易挥发的性质, 在还原剂存在下蒸馏回收镉,然后再回收镍或者把镍与铁生成镍—铁合金。火法工艺简洁,回 收镉的纯度较高,比较容易实现工业化,但能量消耗很大,且往往忽略对镍的有效回收;

对废旧的回收利用研究是近期的事情,国内外基本处于同一起跑

线上。对废旧氢镍电池进行火法处理,普通经过粉碎、去电解液、干燥等处理后用还原法熔炼,

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得到以镍铁合金为主的合金材料。根据不同的用途,还可以进一步冶炼,如将杂质氧化以除去 锰、钒等元素。火法回收流程简单,但得到的合金价值较低;湿法冶金处理技术的优势是可实 现对有价金属镍、钴和稀土等元素的单独回收,对于其中稀土的回收,可以生成硫酸复盐沉淀, 或者采用萃取的方法,其它金属普通采用萃取分离;

废旧包括外壳、正极的钴酸锂和铝集流体、负极的碳材料和铜集流体、隔膜

和电解液。已有的处理方法主要集中于从电池正极中回收贵重金属钴,这种电池的回收主要基 于湿法冶金工艺流程:把废电池拆开后取出正极并把铝集流体上的钴酸锂刮削下来,用盐酸在 一定条件下溶解,用PC-88A 有机磷萃取剂)萃取其中的钴,锂以碳酸锂形式得到回收。20

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