电子废弃物处理与资源化技术概述

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，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。

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。

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 锑 1.825 钯0.021 铜23.728 锌0.747 铍0.015 铁7.467 银0.083 溴化物 4.646 金0.083 铈0.008 铅 4.480 镉0.066 铂0.006 锡 3.650 钽0.032 镧0.005 镍 3.319 钼0.026 汞0.002

3 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

机械的方法进行分选、破碎、提取回收）。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）。

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。

表3 常见电子垃圾回收方法及其特点[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

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

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

主要用于回

收贵金属，逐

渐淘汰中。

熔炼物料或熔盐中，随后再加以分离回收率低，能耗大，设备一般较昂贵

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。

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[4]。

图1 回收混合塑料的3种方法

4 具体处理技术方法