线路板处置

四、废弃电路板回收处理技术

目前，最常用的废弃电路板回收技术主要有机械处理法、火法、湿法、热解等或几种技术的组合方法。

1. 机械处理法

机械处理法是先将废弃电路板破碎成细小颗粒，然后根据其中各组分物理性质的差异实现分离的方法，一般包括破碎、磨碎、分选等处理工艺。日本NEC公司采用去除元件和焊料后再破碎分选的方法处理废弃电路板，其处理流程如图1所示。去除元器件和焊料后，分别使用剪切破碎机和具有剪断和冲击作用磨碎机，将废板粉碎成小于1mm的粉末。再经过重力分选和静电分选过两级分选可以得到铜含量约82%的铜粉，其中超过94%的铜得到了回收。树脂和玻璃纤维混合粉末尺寸主要在100~300μm之间，可以用作聚合物产品如油漆、涂料和建筑材料等商品的添加剂。

上海交通大学许振明课题组对废弃电路板的机械回收处理进行了研究。其回收工艺主要包括两级破碎、静电分选、金属回收和非金属材料的再利用，如图2所示。首先采用剪切式旋转破碎机和冲击式旋转磨碎机相结合进行一级破碎和二级破碎，达到金属-非金属充分解离的程度，然后应用辊式电晕-静电复合电场高压电选机，对已破碎的废弃电路板进行金属

颗粒与非金属颗粒的分选。

对于上述机械处理技术而言，各种材料尽可能充分地单体解离是高效率分选的前提。废弃电路板破碎程度不仅影响破碎设备的能耗，还将影响后续的分选效率，所以说破碎是关键的一步。由于印刷电路板基材硬度高、韧性强，要求细碎能耗大，破碎过程中部分机械能转变成热能，树脂、塑料等有机物由于局部高温产生有毒气体，还将不可避免地产生噪音和含有玻璃纤维、有机树脂的粉尘，对环境造成不利影响。

德国Daimler-Benz Ulm Research Centre公司提出了一种液氮冷冻破碎的技术对电路板进行处理，具有四段式工艺：预破碎、液氮冷冻粉碎、分类、静电分选。这种用低温破碎的方法使废弃电路板基材脆化更容易破碎，减少了有毒气体的产生。但是，液氮冷冻使得处理成本大大增加，对设备的要求也很高。由此可见，机械法处理废弃电路板，在环境保护和资源化回收利用等方面还存在着一些问题。

2. 火法冶金

火法冶金是一种回收废弃电路板金属尤其是贵金属的传统技术。在火法冶金过程中，废弃电路板首先被燃烧以去除塑料，然后对剩余金属进行熔渣和提炼。比利时Umicore公司提出用铜熔炼的方法处理电子废弃物，其处理流程如图3所示。废弃电路板等电子废料经预处

理后，送入Isa熔炼炉进行熔炼。产生的气体送硫酸厂处理；得到的粗铜送电解精炼回收铜、贵金属和稀有金属；炉渣送铅鼓风炉回收铅、锡等其他金属以及贵金属和稀有金属等。

高温冶金处理的最大优点是能够处理所有形式的电子类废品，但也存在许多缺点。单纯采用高温冶金处理废弃电路板存在一些问题：一是废弃电路板的有机塑料没有实现高附加值资源化；二是焊锡等金属在火法冶金过程中回收量很低或无法得到回收；三是火法冶金过程中产生大量的废气、废渣需要妥善处理与处置。

3. 湿法冶金

湿法冶金也是一种传统的废弃电路板回收技术。Young Jun Park等提出了一种“机械破碎分选+湿法冶金”的方法处理印刷电路板，主要包括破碎、铁铝分选、焊料浸出回收、铜浸出回收、贵金属回收和镍锌分离几部分，如图4所示。分别用磁选和涡电流分选分离铁和铝后，用含有Ti（Ⅳ）的酸液处理废弃电路板使锡或含锡和含铅的合金溶解为Sn（Ⅱ）和Pb（Ⅱ），通过电积的方法把锡离子和铅离子还原为金属锡和铅而回收；最后采用硫酸铵溶液浸出、萃取、电积得到铜，再进行贵金属回收、锌和镍的分离回收。采用湿法冶金处理废弃电路板具有金属回收率高、金属纯度高等优点，然而湿法工艺流程复杂、化学试剂耗量大，在处理过程中产生大量的废水、废渣需要妥善处理。

4. 热解

热解是在缺氧或无氧条件下将有机物加热至一定温度，使有机树脂中的化学键断裂，把网状的大分子分解成有机小分子，残留物为无机化合物，生成气体、液体(油)、固体(焦)并

加以回收的过程。从PCB的组成能够看出，树脂塑料等高分子材料占废弃PCB重量的30%左右，由于这类材料直接或间接来源于石油产品，具有很高的热值，利用它们既可产生能源也可生产相关的化学产品，以一定的形式回收这部分材料具有经济和环境的双重价值。近年来，随着工业的急速发展，人们逐渐意识到环境保护和开发再生能源的重要性，热解技术开始用于固体废物的资源化处理。由于热解法对固体废物特别是有机高分子聚合材料处理所具有的减量化、无害化和资源回收率高等明显优势，国内外已开展了采用热解方法处理废弃电路板的理论研究和工程实践。

目前大部分废弃电路板的热解研究是在氮气气氛下进行的，而在真空条件下对废弃电路板进行热解的研究很少。真空热解与以惰性气氛下进行的热解技术相比具有很多优点，比如真空条件下能减少二次裂解反应的发生，降低样品的热分解温度，且避免了引入载气，从而降低了回收成本。中南大学丘克强课题组研发了处理废弃电路板的新技术，其中就包括了废弃电路板有机树脂的真空热解分离技术，其热解装置如图5所示。

采用热解技术在减容减量方面有很大的优势，能实现有机物和金属的一步分离。但是，目前这种方法用于产业化还存在着技术难题：一是热解油的脱卤；二是热解尾气治理。

综合现有的回收技术来看，火法处理量大，但能耗高、资源回收率低、废气废渣处理成本高；湿法分离回收成本高, 若处理不当还会对水资源造成严重污染；热解技术在减容减量方面是可行的，但热解油的利用是该技术产业化的瓶颈；用干式机械破碎分选的方法回收金属、贵重金属及其他组分，可获得高的回收率。

日本联合国大学：2014年全球电机电子废弃物高达4180万公吨

日本东京的联合国大学(United Nations University, UNU)于4月发布全球电子废弃物监测报告(The Global E-Waste Monitor)指出，全球电机电子废弃物在2014年已高达4,180万公吨，预估于2018年将成长21%，达到5,000万公吨。电子废物主要组成为金、铜、塑料，总价值约480亿欧元。

该报告指出，大多数的电子废物源自于家庭中厨房、洗衣及卫浴设备，如微波炉、洗衣机、洗碗机等；而手机、计算器、个人计算机、打印机等小型电子产品只占废弃量的7%。

此外，各国人均电子废弃物年产生量前五名分别为挪威(28.4kg)、瑞士(26.3kg)、冰岛(26.1kg)、丹麦(24kg)、英国(23.5kg)；美国与中国则是电子废弃总量最多的国家，这两国所产生的电子废弃物占全球的32%，接着是日本、德国；而非洲为人均电子废弃物产生量最少的地区(1.7kg)。

电子废弃物大幅增加的主因系电子产品销售量不断攀升及其生命周期日益缩短。

虽电子废弃物富含大量的可回收材料，是一个具再回收利用潜力的都市矿产，但目前仅不到20%的电子废弃物被回收利用，以黄金为例，未回收的电子废弃物中含有300公吨的黄金，约占全球黄金产量9%。

除了有价金属，电子废弃物也含有许多对环境有害的物质，如氟氯碳化物、汞、镉、铬等有害金属，若处理不当将会污染土壤或地下水。报告指出先进国家应负起更多的监督责任，促使电子废弃物妥善处理，方能解决其所衍生的问题。