电子废弃物资源化处理

电子废弃物资源化处理概述

摘要：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，同时也产生了消耗大量资源和能源、污染环境、增大废弃物量等一系列问题。随着电子技术的进一步发展，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。电子废弃物的资源化处理已经成为当前亟待解决的课题，引起了全社会的广泛关注。电子垃圾回收和再利用技术及工艺电子垃圾中金属材料的回收。

关键词：电子废物、污染、处理、

一、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镍和10 kg锑，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。

二、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

电子废弃物资源化系统

技术分类具体分类

前期系统技术（用物理和机械的方法进行分选、破碎、提取回收）。

保持废弃物原形的回收，重复利用（分选、修补、清洁洗涤）;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、生物方法转化回收）。

回收物质：用化学和生物的方法使物料原料化、产品化而再生利用（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）。

（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、钯、铂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、氯化法和氰化法等，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。

常见电子垃圾回收方法及其特点

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碎使各

种成分单体解离，再利用破碎

后颗粒物理性质的差异（如密

度、电性、磁性和形状等）进

行分离。

污染小、操作简单、不

需要对电子垃圾做预处

理，易实现规模化。

处理后一般不是最

终产品。

综合回收有用材

料，同时可作为其

它回收方法的预处

理。

火法冶金利用冶金炉高温加热剥离

非金属物质，贵金属熔融于其

他金属熔炼物料或熔盐中，随

后再加以分离

操作简单方便，能得到

较纯的产品，回收率较

高。

焚烧时会产生有害

气体，二次污染严重，

金属回收率低，能耗

大，设备一般较昂贵

主要用于回收贵

金属，逐渐淘汰中。

湿法冶金利用贵金属能溶解在硝

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。

能得到较纯的产品，回

收率高，废气排放少，提

取贵金属后的残留物易

于处理，工艺流程简单。

二次污染较严重。主要用于回收贵

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，投资

少，能耗少，药剂消耗少，

对低品位的资源也能很

好地回收。

生产周期长，温度

要求严格。

主要用于回收贵

金属。

（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。电子垃圾中的大件纯塑料一般采用机械法直接回收，而混合塑料的回收主要有机械法、化学法和热回收法。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。

（三）具体处理技术方法：

A.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，处理后物质再经过冶炼、填埋、焚烧等处理后可获得的金属、塑料、玻璃等再生原材料。因此，机械处理可以使电子废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。

（1）拆解：

电子废弃物中含有多种电子元器件，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。

（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，存在着硬度较高，韧性较强，具有良好的抗弯性等特点，因此采用具有剪、切或冲击作用的破碎设备比较合适。瑞典的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，