国内外电子废弃物的处理现状及其资源化技术(综述)

国内外电子废弃物的处理现状及其资源化技术

一、前言

电子信息技术在过去几十年里发生了突飞猛进的进步，给人类社会的生产、生活方式带来了深刻的变革。这种变革在大幅度提高生产效率、改善人类生活状况的同时，也带来了严重的环境和社会问题，大量电子废弃物的产生就是其中之一。欧盟发表的有关电子及电器废物的报告指出，每5年这类电子垃圾便增加16%-28%，比总废物量的增长速度快34倍，是世界上增长最快的垃圾，12年后地球表面电子垃圾的年产量将会翻番[1,2,3]。

电子废弃物俗称电子垃圾，包括各种废旧电脑、通信设备、家用电器，以及被淘汰的精密电子仪器仪表等。电子废弃物含有大量重金属和其他有毒成份，如有机阻燃剂、聚氛联苯、铅、砷、镍、铬、汞等物质，若没有专门机构进行收集，并采用先进的符合环保要求的技术和设备进行处理，则会对环境和人体健康构成严重危害。

二、国内外电子废弃物的现状及政策

1、电子废弃物的总量巨大

有关资料表明，中国是世界上较大的家电生产国和消费国之一。统计显示，目前我国电视机的社会保有量达亿台，冰箱亿台，洗衣机亿台[4]。美国是电脑及电子产品的发源地，也是消费大国。自1985年以来，美国个人电脑销售量每年增加23%以上，超过50%的家庭拥有电脑。美国每年的电子废弃物的量正以3%~5%的速度增长，以占全美垃圾量的2%~5%[5]。根据一项最新研究报告显示，美国近20年来售出的电脑，已有3/4闲置在消费者的仓库中。日本是家电生产王国，也是废弃家电大国。据日本有关部门的统计，日本每年要废弃1800万台电视、冰箱、空调和洗衣机，重量达60万吨。在这些废弃家电中，各类金属有10万吨。日本常用的电脑有桌上型和掌上型两大类，每年生产1200万台，年产生废旧电脑约8万吨[6]。

2、电子废弃物的危害巨大

电子废弃物不同于一般的城市垃圾，其制造材料复杂，有些家电材料还含有化学物质，如不妥善处理而直接填埋，会对环境造成污染。如电冰箱的制冷剂是破坏臭氧层的元凶；电脑、电视机的显像管属于具有爆炸性的废物；各种电路板中的铅、聚氛乙烯、汞等有毒物质很容易污染土壤及地下水，当雨水接触到这些埋在地下的垃圾时会引起化学反应，形成“垃圾渗滤液”，其毒性更大。即使把填埋区的底部和顶部密封，也可能由于地面沉降、地质变迁等原因使密封的纤维胶布和掉接的接口损毁或遭侵蚀而导致泄漏或造成持续性的污染。

大量家用电器，在给人们生活和工作带来便利的同时，又给人类带来大量的有毒物质，危害人类健康。有报告表明:平均每100g手机机身中含有14g铜、0.19g银、0.03g金和0.01g 钯，此外其电池及其它部件中含有砷、锑、镐、铅、镍、锌等；每个电子计算机显像管内都含有铅及其它如铬、铜、镍、金等重金属，这些重金属可以对人体器官及组织造成不同程度的损害，是致癌、致畸形或致突变物质，大多数可使大脑、脊髓、肾脏、神经等受到损伤，其余可使身体变弱[7,8,9]。

3、国内外的相关政策

美国15年前就建立了两个回收利用机构，一个对废弃的家电进行体检，通过探测装置，将其中还可使用的部件与整机分离开来，工人们将这些部件组装起来，“重新上岗”；另一个机构被称为“终处置”，是将剩下的材料拆开，把铝、金、铜、塑料等分类、压碎，运往各个专门的处理厂处理。据统计，1995年美国有75%的大家电进行了回收利用，由此提供了10%的再生钢铁。

日本在旧家电的处理方面做出了有益的探索，他们的成功经验是：第一，通过立法支持废旧电子产品的回收利用。明确规定了电冰箱、洗衣机的再商品化率(资源回收)必须达到50%以上；电视机的再商品化率必须达到55%以上，空调器的再商品化率达到60%以上；第二，规定制造商回收利用负责制。法律规定，制造商和进口商制造、进口的家用电器有回收义务，并需按照再商品化率标准对其实施再商品化；第三，建立回收利用付费机制。法规中规定，废弃者应该支付与废旧电子产品收集、再商品化等有关的费用。目前，日本规定的4种废旧电子产品的再商品化费用，每台电冰箱平均4600日元，每台室内空调器3500日元，每台洗衣机2400日元[10]。

欧盟公布了旨在加强电子废弃物回收处理的《废弃电子电气设备指令》和《关于在电气电子设备中禁止使用某些有害物质指令》，其主要内容是：在2005年8 月13日后投放市场的产品，其废弃后的收集、处理、回收和环保处置等相关费用将由生产商或进口商承担；含有铅、汞、镉、六价铬、聚合溴化联苯等有毒有害材料的产品，从2006年7月1日起，将不能出现在市场中。出口欧盟的厂商还要求必须具备一家环保处理商签定的回收处理合约。为了让电子垃圾处理起来更加方便，欧盟要求各市政管理机构必须在同一种类垃圾收集处摆放6个集装箱，用于大型电器、冰箱、荧光灯管、计算机、各种显示器和小电器。所有收集来的废旧电器必须根据其种类将70%至80%的材料实现再利用[11]。

三、电子废弃物的资源化技术

电子废弃物中回收处理技术可以概括为物理法、化学法和生物法。物理法主要有拆卸、破碎、分选等方法。化学法一直是广泛应用于处理电子废弃物的成熟方法。化学法又可分为火法冶金、湿法冶金等工艺。生物法实质是利用细菌浸取电子废物中的金属。其中物理法主要是辅助手段，是其他方法的预处理阶段。生物技术方法现在仍处于研究中，目前应用最多的就是化学法中的湿法冶金及化学法和物理法联合应用。

1、物理法

物理方法是根据废电路板中各组分物理性能的不同而实现回收的一种手段。主要的物理回收方法如图1[12]。

目前，在瑞典、德国、日本、加拿大以及美国等都建有专门处理回收电子废弃物的工厂，采用各种机械处理法从废弃电视机、冰箱、电脑等废弃电器中回收塑料、玻璃、金属等材料。日本在电子废弃物资源化研究一直处于领先地位。日本的知名企业如富士、松下、东芝和日本电气株社会社(NEC)等普遍建有自己的家电回收再生产工场，其处理能力从20万台/年至100万台/年不等，其中以NEC公司技术较为成熟[13]。

图2 日本NEC公司开发的废弃线路板处理工艺