電子廢棄物資源化處理

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上電子廢棄物資源化處理概述摘要：電子工業(yè)的飛速發(fā)展和電子設(shè)備的廣泛使用，給人類的生產(chǎn)和生活方式帶來(lái)了極大的變革，同時(shí)也產(chǎn)生了消耗大量資源和能源、污染環(huán)境、增大廢棄物量等一系列問(wèn)題。隨著電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，電子產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期不斷縮短，廢舊電子產(chǎn)品的數(shù)量與日俱增，這對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的危害。電子廢棄物的資源化處理已經(jīng)成為當(dāng)前亟待解決的課題，引起了全社會(huì)的廣泛關(guān)注。電子垃圾回收和再利用技術(shù)及工藝電子垃圾中金屬材料的回收。關(guān)鍵詞：電子廢物、污染、處理、一、電子垃圾的有價(jià)性：電子廢棄物中含有許多可以資源化利用的材料，如各種塑料可以被直接回收利用;金屬、貴重金屬和稀有金屬的提純

2、利用以及樹(shù)脂纖維材料的再生利用等。丹麥技術(shù)大學(xué)的研究結(jié)果顯示: 1 t隨意收集的電子板卡中含有大約272.4 kg塑料、129.8 kg銅、0.45 kg黃金、40.9 kg鐵、29.5 kg鉛、20 kg鎳和10 kg銻，如果能回收利用，僅這0.45kg黃金就價(jià)值6 000美元。因此，電子廢棄物的回收利用具有明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。二、電子垃圾回收和再利用技術(shù)綜述：目前國(guó)內(nèi)外對(duì)電子廢棄物的資源化系統(tǒng)主要包括前期系統(tǒng)技術(shù)（用物理和機(jī)械的方法進(jìn)行分選、破碎、提取回收）和后期系統(tǒng)技術(shù)（用化學(xué)、生物方法轉(zhuǎn)化回收）。技術(shù)分類如下表電子廢棄物資源化系統(tǒng)技術(shù)分類具體分類前期系統(tǒng)技術(shù)（用物理和機(jī)械的方法進(jìn)

3、行分選、破碎、提取回收）。保持廢棄物原形的回收，重復(fù)利用（分選、修補(bǔ)、清潔洗滌）;破壞廢棄物原形的回收材料：靠物理作用使廢棄物原料化，再生利用（破碎、物理或機(jī)械方法的分離精制）。后期系統(tǒng)技術(shù)（用化學(xué)、生物方法轉(zhuǎn)化回收）?；厥瘴镔|(zhì)：用化學(xué)和生物的方法使物料原料化、產(chǎn)品化而再生利用（轉(zhuǎn)化+分離精制、熱解、催化分解、熔融、燒結(jié)、堆肥發(fā)酵）;回收能源（燃燒、發(fā)電、水蒸氣、熱水等）。 （1）電子垃圾中金屬?gòu)U棄物的回收對(duì)電子垃圾的回收處理最早可追溯到20世紀(jì)60年代，不過(guò)當(dāng)時(shí)僅局限于對(duì)貴金屬的回收和再利用，而如今的電子垃圾回收處理已發(fā)展成對(duì)各種有用材料（包括金屬和塑料等）的全面回收。并且，現(xiàn)有電子垃圾的處

4、理技術(shù)已有了相當(dāng)大的發(fā)展，回收率也大大增加，同時(shí)還出現(xiàn)了很多新興的處理技術(shù)。伴隨電子垃圾處理工藝的日益增多及技術(shù)的不斷改進(jìn)，目前很多材料的回收率都超過(guò)90%。歸納起來(lái)，電子垃圾中常見(jiàn)的金屬材料回收處理方法有機(jī)械處理法、火法冶金、濕法冶金以及微生物法等，其回收原理、優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用情況如表3所示。值得指出的是，金、銀、鈀、鉑等貴金屬是電子垃圾金屬材料回收和再利用的重要部分，也是回收電子垃圾的主要經(jīng)濟(jì)推動(dòng)力。對(duì)于貴金屬，常采用濕法冶金進(jìn)行回收。濕法冶金技術(shù)其實(shí)質(zhì)是利用化學(xué)藥劑對(duì)經(jīng)破碎與分離等預(yù)處理后的電子垃圾浸取貴金屬的一種方法。濕法冶金按浸取工藝中所用藥劑的不同，又可以分為硝酸-王水浸金法、氯化法和

5、氰化法等，其中又以硝酸-王水浸金法最常用。濕法冶金具有工藝簡(jiǎn)單、浸取貴金屬速率快和回收率高等特點(diǎn)，但其成本高且二次污染相對(duì)嚴(yán)重。最近有報(bào)道稱采用生物法回收貴金屬二次污染小、成本低且回收率高達(dá)99%，因此該法值得推廣應(yīng)用。常見(jiàn)電子垃圾回收方法及其特點(diǎn)處理方法原理優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用情況機(jī)械處理法對(duì)電子垃圾進(jìn)行破碎使各種成分單體解離，再利用破碎后顆粒物理性質(zhì)的差異（如密度、電性、磁性和形狀等）進(jìn)行分離。污染小、操作簡(jiǎn)單、不需要對(duì)電子垃圾做預(yù)處理，易實(shí)現(xiàn)規(guī)?；Ｌ幚砗笠话悴皇亲罱K產(chǎn)品。綜合回收有用材料，同時(shí)可作為其它回收方法的預(yù)處理?；鸱ㄒ苯鹄靡苯馉t高溫加熱剝離非金屬物質(zhì)，貴金屬熔融于其他金屬熔煉物料或熔

6、鹽中，隨后再加以分離操作簡(jiǎn)單方便，能得到較純的產(chǎn)品，回收率較高。焚燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生有害氣體，二次污染嚴(yán)重，金屬回收率低，能耗大，設(shè)備一般較昂貴主要用于回收貴金屬，逐漸淘汰中。濕法冶金利用貴金屬能溶解在硝酸、王水等強(qiáng)酸的特點(diǎn)，將其從電子廢物中脫除并從液相中回收。能得到較純的產(chǎn)品，回收率高，廢氣排放少，提取貴金屬后的殘留物易于處理，工藝流程簡(jiǎn)單。二次污染較嚴(yán)重。主要用于回收貴金屬。微生物法利用細(xì)菌浸取電子垃圾中的貴金屬。對(duì)環(huán)境危害小，投資少，能耗少，藥劑消耗少，對(duì)低品位的資源也能很好地回收。生產(chǎn)周期長(zhǎng)，溫度要求嚴(yán)格。主要用于回收貴金屬。（2）電子垃圾中非金屬材料的回收除了金屬材料，制造電子產(chǎn)品過(guò)程中還使

7、用了大量非金屬材料，特別是工程塑料。塑料普遍具有良好的絕熱和絕緣特性，并具有強(qiáng)度較高、耐壓和韌性良好等特點(diǎn)。電子產(chǎn)品常用的塑料主要包括ABS、HIPS和PC/ABS等。電子垃圾中的大件純塑料一般采用機(jī)械法直接回收，而混合塑料的回收主要有機(jī)械法、化學(xué)法和熱回收法。其中熱回收法被認(rèn)為是回收塑料最環(huán)保的方法，瑞士和丹麥早在2002年就有70%的塑料是通過(guò)該法處理的;2003年西歐也有23%的塑料通過(guò)該方法回收處理。（三）具體處理技術(shù)方法：A.機(jī)械處理方法利用各組分間的物理性質(zhì)差異進(jìn)行分選的機(jī)械處理方法存在著成本低，操作簡(jiǎn)單，不易造成二次污染，易實(shí)現(xiàn)規(guī)?；葍?yōu)勢(shì)。目前的機(jī)械處理方法主要包括拆解、破碎、

8、分選等，處理后物質(zhì)再經(jīng)過(guò)冶煉、填埋、焚燒等處理后可獲得的金屬、塑料、玻璃等再生原材料。因此，機(jī)械處理可以使電子廢棄物中的有價(jià)物質(zhì)充分地富集，減少后續(xù)處理的難度，提高回收效率。（1）拆解：電子廢棄物中含有多種電子元器件，如變壓器、電池、電容、晶體管等，這些元器件中含有鉛、汞、鎘等多種重金屬和有害物質(zhì)，處理時(shí)可預(yù)先將其拆解下來(lái)，對(duì)于可靠性檢測(cè)后不可回收再利用的元器件可以進(jìn)行單獨(dú)處理，這樣不僅能富集有價(jià)物質(zhì)，還可以防止其對(duì)后續(xù)工藝的污染，減少處理成本。目前，電子廢棄物的拆解一般由手工完成，機(jī)械設(shè)備作為輔助，但隨著電子工業(yè)的飛速發(fā)展，電子廢棄物的數(shù)量日益增多，必須考慮采用機(jī)械化處理的方法，提高處理效率

9、。日本NEC公司已研制開(kāi)發(fā)了一套自動(dòng)拆卸廢電路板中電子元器件的裝置，這種裝置主要利用紅外加熱和兩級(jí)去除的方式使穿孔元件和表面元件脫落，不會(huì)造成任何損傷。（2）破碎：?jiǎn)误w的充分解離是實(shí)現(xiàn)高效機(jī)械分選的前提，破碎是實(shí)現(xiàn)單體解離的有效方法。因此，根據(jù)物料的物理特性選擇有效的破碎設(shè)備，并根據(jù)所采用的分選方法選擇物料的破碎程度，不僅可以提高破碎效率，減少能源消耗，而且還能為不同物料的有效分選提供前提和保證。在選擇破碎設(shè)備時(shí)，應(yīng)充分考慮物料的物理特性。如拆除元器件后的廢電路板，主要由玻璃纖維強(qiáng)化樹(shù)脂覆銅板組成，存在著硬度較高，韌性較強(qiáng)，具有良好的抗彎性等特點(diǎn)，因此采用具有剪、切或沖擊作用的破碎設(shè)備比較合適

10、。瑞典的SR公司開(kāi)發(fā)的轉(zhuǎn)式破碎機(jī)與日本NEC公司的剪切式破碎，都采用剪切作用來(lái)破碎廢舊印刷電路板，減小了解離后金屬的纏繞作用，得到了較好的解離效果。瑞士Result技術(shù)公司開(kāi)發(fā)了超音速方法破碎涂層線路板等多層復(fù)合制件，它利用各種層壓材料的沖擊和離心特性不同，將多層復(fù)合材料彼此分開(kāi)，不同材料的變形情況不同，脆性材料碎成粉末，金屬則形成多層球狀物。（3）分選機(jī)械分選主要是利用物質(zhì)間的物理性質(zhì)差異（如密度、電性、磁性、形狀及表面性質(zhì)等）來(lái)實(shí)現(xiàn)不同物質(zhì)的分離。機(jī)械分選包括濕法分選和干法分選。濕法分選有水力搖床、浮選、水力旋流分級(jí)等。干法分選包括空氣搖床、電選、磁選和氣流分選等。（3.1）按密度分選按各

11、組分的密度差異進(jìn)行分選的技術(shù)成熟地應(yīng)用于選礦行業(yè)中。由于電子廢棄物中含有大量的金屬和塑料，他們的密度差異較大，容易按密度分離，所以密度分選法處理電子廢棄物也具有一定優(yōu)勢(shì)?？諝鈸u床是一種按密度分選的設(shè)備，現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于電子廢棄物的分選過(guò)程中，其分選機(jī)理是:不同比重的顆?；旌衔锪辖o到床面上，與從床面縫隙吹入的空氣混合，顆粒群在重力、電磁激振力、風(fēng)力等綜合作用下按密度差異產(chǎn)生松散分層，重顆粒受板的摩擦和振動(dòng)作用向上移動(dòng)，輕顆粒浮在床面上向下漂移，從而實(shí)現(xiàn)了金屬和塑料的分離。（3.2）磁選和電選磁選是利用電子廢棄物中各組分的磁性差異實(shí)現(xiàn)分選的，多用于除去廢棄電路板中的鐵磁性物質(zhì)。靜電分選是利用物質(zhì)在

12、高壓電場(chǎng)中的電性差異實(shí)現(xiàn)分選的，對(duì)廢棄物再生處理十分有效。其荷電機(jī)理有兩種:一是通過(guò)離子或電子碰撞荷電，如電暈圓筒型分選機(jī);二是通過(guò)接觸和摩擦起電荷電，如摩擦電選，能夠分選多種不同物料，尤其對(duì)兩種混合塑料，分選十分有效。渦流分選技術(shù)現(xiàn)已被廣泛地應(yīng)用于回收電子廢棄物中的非鐵金屬。其分選機(jī)理是當(dāng)分選機(jī)中的磁場(chǎng)變化時(shí)，在導(dǎo)電的有色金屬顆粒中感應(yīng)產(chǎn)生渦電流，渦電流與磁場(chǎng)相互作用，對(duì)導(dǎo)電顆粒產(chǎn)生電動(dòng)力，使導(dǎo)電顆粒和絕緣顆粒產(chǎn)生不同的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)體和非導(dǎo)體的分離。渦流分選要求顆粒的形狀規(guī)則平整，而且粒度不能太小。鋁的密度較低，使用普通的分選方法容易混入輕產(chǎn)物中，而使用渦流電選機(jī)可以高效地分離金屬鋁

13、。單體的充分解離是實(shí)現(xiàn)高效機(jī)械分選的前提。B.火法處理和濕法處理（1）火法冶金回收方法火法冶金回收方法是指通過(guò)焚燒、等離子電弧爐或高爐熔煉、燒結(jié)或熔融等火法處理的手段去除電子廢棄物中塑料及其他有機(jī)成份而使金屬得到富集并進(jìn)一步回收利用的方法6。本方法主要包括焚燒、熱解兩種類型?；鸱ㄒ苯鸹厥辗椒ǖ膬?yōu)點(diǎn)是，可以處理所有形式的電子廢棄物；回收的主要金屬包括金、銀、鈀等貴金屬以及銅等賤金屬，且這些金屬的回收效率較高。其缺點(diǎn)是，易造成有毒氣體的逸出；電子廢棄物中的陶瓷及玻璃成份使熔煉爐中的爐渣量增加、易造成某些金屬損失于其中而無(wú)法回收，且大量的非金屬成分在焚燒過(guò)程中損失。（2）濕法冶金回收方法濕法冶金回收方法是指利用電子廢棄物中的絕大多數(shù)金屬（包括貴金屬和賤金屬）能在硝酸、硫酸、王水等介質(zhì)中溶解而進(jìn)入液相的特點(diǎn)、使絕大部分貴金屬和其他金屬進(jìn)入液相而與電子廢棄物中的其他物料分離、然后從液相中回收貴金屬和其他賤金屬的方法7。該方法主要是通過(guò)電解的途徑來(lái)回收印刷線路板中的金屬8。與火法回收技術(shù)相比，濕法回收技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：廢氣排放少、提取貴金屬后的殘留物易于處理、經(jīng)濟(jì)效益顯著、回收得到的產(chǎn)品是單一的金屬。但濕法回收技術(shù)的化學(xué)試劑實(shí)際