電子垃圾處理技術(shù)

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1、 電子垃圾處理技術(shù)：化腐朽為神奇 隨著無鉛化生產(chǎn)成為大勢所趨，不僅帶來了焊接溫度增加、氧化、升降溫控制等工藝挑戰(zhàn)，當(dāng)前電子組裝小型化、高密度化、單位面積價(jià)值增大、工藝難度加大等趨勢，也都必然導(dǎo)致返修工藝的應(yīng)用，返修技術(shù)與設(shè)備成為亮點(diǎn)。 隨著電子環(huán)保法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)與實(shí)施，將帶動(dòng)一些新技術(shù)與裝備的應(yīng)用，成就新的市場機(jī)會(huì)。國家環(huán)?？偩挚萍紭?biāo)準(zhǔn)司技術(shù)政策與標(biāo)準(zhǔn)處副處長王明良介紹，未來在鼓勵(lì)電子環(huán)保發(fā)展技術(shù)和裝備方面，主要有幾個(gè)方面：一是代替Sn/Pb焊料和含溴阻燃劑的生產(chǎn)工藝、技術(shù)；二是CRT和LCD顯示器的拆解、循環(huán)利用和處置的成套技術(shù)裝備；三是廢棄產(chǎn)品破碎、分選及無害化處置的技術(shù)和裝備；四

2、是鼓勵(lì)開發(fā)、利用家用電器與電子產(chǎn)品無害化或低害化的生產(chǎn)原材料和生產(chǎn)技術(shù)；五是鼓勵(lì)研究開發(fā)廢棄電冰箱、空調(diào)器壓縮機(jī)中CFCs制冷劑、潤滑油的回收技術(shù)與裝備。 電子垃圾回收再生不存在技術(shù)障礙 目前我國"電子垃圾"回收利用基本處于失控狀態(tài)，個(gè)體經(jīng)營者野蠻拆解造成的環(huán)境破壞屢見不鮮。"電子垃圾"是否真的無藥可治？有關(guān)業(yè)內(nèi)人士說，其實(shí)"電子垃圾"回收再生并不存在技術(shù)障礙。 中國再生資源總公司天津再生資源研究所副所長黃繼承介紹，在國外，廢舊電子拆解業(yè)同拆船業(yè)一樣，正在演變成為一個(gè)獨(dú)立的行業(yè)。 在美國，電子垃圾拆解已經(jīng)形成了很專業(yè)的分工，有專門負(fù)責(zé)拆解的公司，有專門負(fù)責(zé)電路 板回收的公司，有專

3、門提煉貴重金屬的公司等等。由于專業(yè)化處理，美國電子垃圾的回收再利用率達(dá)到97%以上，也就是說最后只有不到3%的東西被當(dāng)做最后的垃圾埋掉。 德國廢舊電器回收廠普遍采用了一種電子破碎機(jī)來分選廢舊電器中的有用物和廢物。其流程是，先用人工拆卸的方法將廢舊電器中的含有有毒物質(zhì)的器件取出，如電視顯像管、熒光屏等。然后將剩余部件放入破碎機(jī)中，先通過磁力分選分離出鐵，第二步進(jìn)入渦流分選分離出鋁，第三步通過風(fēng)力分離出塑料等較輕物質(zhì)，剩下的是銅和一些稀有貴金屬。這些分選出來的金屬，會(huì)根據(jù)它的含金量來賣給終端處理廠。其廢舊電器的回收再利用率達(dá)90%以上，這樣的一套設(shè)備年處理廢舊電器達(dá)3萬噸。 天津市經(jīng)委資源

4、與環(huán)境處處長張媛介紹，目前我國"電子垃圾"回收處理主要集中在一些個(gè)體經(jīng)營者手里，他們工藝落后，為降低成本又幾乎不采取環(huán)保措施。他們的工藝主要有兩種，一種是"用火燒"，就是用煤氣爐子燒掉線路板上"沒用"的東西，留下一些金、銀、銅之類的貴金屬，造成極大的大氣污染。另一種是"用水洗"，用強(qiáng)酸或王水腐蝕掉電器元件"沒用"的東西，收集一些殘?jiān)械馁F金屬，而大量排放的廢液污染十分嚴(yán)重。 其實(shí)，我國廢舊電器回收技術(shù)并不落后，天津大通銅業(yè)與中科院等離子研究所合作開發(fā)的等離子弧加熱裝置，可以在一個(gè)全封閉環(huán)境中，運(yùn)用高溫將"電子垃圾"分解到分子狀態(tài)，排放物對(duì)環(huán)境的危害極微。 天津大通銅業(yè)公司經(jīng)理李曉飛說：

5、"從技術(shù)層面上講，國內(nèi)外的技術(shù)已相當(dāng)成熟，我國的廢舊電器再生化與資源化并不存在技術(shù)障礙。" 黃繼承也強(qiáng)調(diào)，從廢舊電器回收的特點(diǎn)來看，很適宜在中國發(fā)展，因?yàn)槿斯げ鸾馀f家電的資源回收率要大大高于自動(dòng)化拆解，而勞動(dòng)力資源豐富、成本低廉，正是我國的優(yōu)勢。 國內(nèi)外電子垃圾回收、處理技術(shù)現(xiàn)狀 目前，電子廢棄物已經(jīng)對(duì)各國環(huán)境構(gòu)成了很大威脅。歐洲大多數(shù)國家已經(jīng)建立了相應(yīng)的回收體系。在德國，電子廢棄物回收處理企業(yè)一般規(guī)模都不大，大多為市政系統(tǒng)專業(yè)回收處理公司、制造商專業(yè)回收處理公司、社會(huì)專業(yè)回收處理公司、專業(yè)危險(xiǎn)廢物回收公司等。在美國，電子廢棄物的資源化產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成，共有40

6、0多家公司，主要分為專業(yè)化公司、有色金屬冶煉廠、城市固體廢物處理企業(yè)、電子產(chǎn)品原產(chǎn)商（OEM）和經(jīng)銷商。 [關(guān)鍵詞搜索]：電子垃圾回收處理 業(yè)界專家近日稱，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界數(shù)量驚人的電子垃圾有80%被運(yùn)到了亞洲，其中90%丟棄在中國。近年來，中國每年要容納全世界70%以上的電子垃圾。 目前，中國電子垃圾回收處理已處內(nèi)憂外患的局面。隨著經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，中國電子垃圾數(shù)量還將以年均5%～10%的速度迅速增加，而且還將繼續(xù)遭遇國外電子垃圾的侵入。而中國目前規(guī)范廢舊電子產(chǎn)品再生利用產(chǎn)業(yè)的法律法規(guī)尚不健全，現(xiàn)有的一些法律法規(guī)不系統(tǒng)、不配套，絕大部分電子垃圾被游走于大街小巷的小商販?zhǔn)兆撸o環(huán)境

7、治理留下巨大的隱患。 電子廢棄物的處理過程如下： 分類回收和拆卸 電子廢棄物的分類回收和拆卸通常是指電子廢棄物在分類回收后運(yùn)往拆卸公司，再由拆卸公司拆卸成各種碎片。在瑞典的斯特曼技術(shù)中心，電子廢棄物先是被大致分成五大部分：大的金屬零件、多氯聯(lián)苯、包裝材料、塑料零件和陰極射線管，然后再進(jìn)一步拆分成70多種不同的碎片。在拆卸的過程中，對(duì)諸如存儲(chǔ)器片、集成電路板等可進(jìn)行修理或升級(jí)的則延長其壽命再使用；對(duì)含有害物質(zhì)的部分如：水銀開關(guān)，鎳－鎘電池和含有多氯聯(lián)苯的電容器等可預(yù)先拆下來，通過可靠性檢測后再對(duì)其進(jìn)行單獨(dú)處理。貴金屬成分含量的多少是衡量電子廢棄物價(jià)值高低的基礎(chǔ)，價(jià)值高的電

8、子廢棄物貴金屬含量較多，如電腦的多氯聯(lián)苯；價(jià)值低的電子廢棄物貴金屬含量較少，如電視、錄影機(jī)的多氯聯(lián)苯。但不論電子廢棄物價(jià)值高低，處理流程基本是相同的。 電子廢棄物中金屬的回收 電子廢棄物中金屬的回收過程比較復(fù)雜，通常是先通過高溫使金屬和雜質(zhì)分離，然后通過幾個(gè)相應(yīng)的加工流程來提煉各種金屬。電子廢棄物中的銅、金、銀、鉑、鈀等貴金屬一般通過轉(zhuǎn)爐加工回收。瑞典Boliden公司和加拿大Noranda公司含貴金屬的電子廢棄物的回收流程是： 1) 熔化： 取樣后的不同的電子廢棄物經(jīng)過均勻混合，作為原料加入到熔爐中。開始焚燒時(shí)需加入一些燃料，當(dāng)熔爐溫度為1200℃～1250℃、多氯聯(lián)苯所含能量為

9、35～36GJ／t時(shí)，加工過程就可靠多氯聯(lián)苯中所含有機(jī)物釋放的能量來維持。在冶煉過程中塑料的燃燒和金屬鋁的氧化會(huì)放出熱量。為了控制冶煉溫度不至于過高，需要加入硅酸鹽，同時(shí)還要控制加入塑料的數(shù)量。在熔煉過程中，熔融的電子廢棄物頂層是爐渣，底層是銅。銅和少許礦渣流入轉(zhuǎn)爐中，剩下的爐渣和礦石一起通過浮選來回收一些貴金屬。最后剩余的爐渣堆放在殘?jiān)?，可進(jìn)一步濃縮、精煉回收貴金屬。 2) 精煉： 來自熔爐的銅加入到轉(zhuǎn)爐中混合精煉，通過吹氧熔融銅中的鐵和硫磺，從而凈化銅，并加入硅酸鹽形成爐渣，其溫度在l200℃左右。轉(zhuǎn)爐的精煉過程是放熱過程，氧化過程能提供足夠的熱量使轉(zhuǎn)爐運(yùn)行。上層爐渣主要包括鐵、

10、鋅；較低層是水泡銅或白銅。爐渣可以通過進(jìn)一步凈化得到副產(chǎn)品鐵砂和鋅渣，再通過電爐加工鐵砂和鋅渣得到鐵和鋅。轉(zhuǎn)爐中產(chǎn)生的工業(yè)廢氣經(jīng)過處理后得到的金屬塵土，可進(jìn)行再回收。 3) 電解： 由轉(zhuǎn)爐中得到的水泡銅（98%的銅）鑄成陽極銅，即所謂的陽極鑄造，成型的陽極銅含有99%的銅和0.5% 的貴金屬。銅電極通過電解提純，利用硫酸和銅的硫酸鹽作為電解液，加工過程中的直流電流約2萬安培。在陰極板上一般可獲得99.99% 的純銅，而貴金屬和雜質(zhì)則作為陽極的附著物留在陽極板上，可進(jìn)一步進(jìn)行提煉。貴金屬的精煉在精煉廠，金、銀、鉑、鈀可再生。 在加工過程中，陽極附著物被瀝濾，從溶有銅的碲化物和鎳的硫酸

11、鹽的溶液中獲得銅的硫酸鹽和碲，殘?jiān)缓娓珊笤偻ㄟ^貴金屬熔爐精煉。在熔煉過程中，硒作為先被回收的一部分，剩余部分被澆鑄成銀陽極后在高強(qiáng)電流下電解，以獲得高純度的銀、金黏液，過濾金的黏液可以使含金和鈀、鉑的雜質(zhì)沉淀。錫鉛的回收過程在熔煉過程中，75%～80% 的鉛來自釬料，在anT釬料的過程中，15%～20% 的鉛隨著工業(yè)廢氣蒸發(fā)，約5%的鉛殘留在礦渣中，可在浮選回收銅和其他貴金屬時(shí)獲得。在卡爾多爐（鉛熔爐）中，鉛存在于工業(yè)廢氣或者爐渣中。爐渣中的鉛，可在銅流程中捕獲；而存在于工業(yè)廢氣中的鉛，經(jīng)過氣體加工廠，大多數(shù)都直接或間接地進(jìn)人到轉(zhuǎn)爐中，伴隨著工業(yè)廢氣的蒸發(fā)，99.9%的鉛將會(huì)作為灰塵在氣體過

12、濾裝置中被捕獲。大約90%的錫由卡爾多爐進(jìn)人銅轉(zhuǎn)爐，其中絕大多數(shù)會(huì)伴隨著工業(yè)廢氣排出。錫在工業(yè)廢氣中的回收路徑與鉛相同，大多數(shù)錫作為灰塵被過濾器捕獲。 電子廢棄物中非金屬的回收處理 電子廢棄物中所含的非金屬成分主要是樹脂纖維、塑料和玻璃。多氯聯(lián)苯基板中所含有機(jī)物，包括樹脂纖維在卡爾多爐中作為燃料產(chǎn)生熱值維持爐溫，最后產(chǎn)生的爐渣可用作筑路材料。塑料主要來自于計(jì)算機(jī)、電視、洗衣機(jī)等的外殼制件，熔化后可作為新產(chǎn)品的原材料使用，或者被用作燃料。玻璃主要來自于陰極射線管顯示器，因?yàn)楹秀U，玻璃被歸屬為危險(xiǎn)物品，一些公司用顯示器碎玻璃制造新的陰極射線管。非金屬處理經(jīng)常采用填埋、焚燒或熱解氣化技術(shù)。

13、 填埋技術(shù) 填埋技術(shù)是一種操作簡單的垃圾處理方法， 它可以處理所有種類的垃圾，也由此曾風(fēng)光一時(shí)。但隨著時(shí)間的推移和技術(shù)的發(fā)展，其缺點(diǎn)開始一一暴露。填埋要占用大量土地， 且大多填埋場沒有7層以上嚴(yán)密防滲漏措施，長時(shí)間暴露在較為開放的空間中，隨著雨水的滲入，電子廢棄物滲出液會(huì)污染地下水及土壤，其中含有難以生物降解的萘等非氯化芳香族化合物、氯化芳香族化合物、磷酸酯、酚類化合物和苯胺類化合物；其中還含有大量金屬離子，鐵離子濃度可高達(dá)2050mg/l，鉛離子的濃度可達(dá)12.3 mg/l，鋅離子濃度可達(dá)130 mg/l，鈣離子濃度可達(dá)4200 mg/l。[汪進(jìn)輝，汪永輝， 2005 #2]同時(shí)垃圾堆

14、放產(chǎn)生的氣體嚴(yán)重影響場地周邊的空氣質(zhì)量。近年來有的城市已經(jīng)認(rèn)識(shí)到這些問題， 建立起一批具有較高水平的填埋廠， 較好地解決了二次污染問題， 但卻又帶來了其他的問題―建設(shè)投資大，運(yùn)行費(fèi)用高等。最關(guān)鍵的是填埋廠處理能力有限， 服務(wù)期滿后仍需投資建設(shè)新的填埋場， 進(jìn)一步占用土地資源?；谶@些原因，國外從80年代以來，填埋設(shè)施有逐漸減少的趨勢， 成為其它處理工藝的輔助方法，主要用來處理不能再利用的物質(zhì)。 焚燒技術(shù) 焚燒是一種傳統(tǒng)的垃圾處理方法，從古代的瑪雅人到現(xiàn)今的社會(huì)，焚燒仍然在垃圾處理方法中占據(jù)著重要的位置。通過焚燒垃圾來發(fā)電，既最大限度地減少了垃圾的體積，又利用其產(chǎn)生新能源?，F(xiàn)代垃圾焚燒技

15、術(shù)誕生于數(shù)10年前，一度是世界上許多大城市的首選。在日本、荷蘭、瑞士、丹麥，瑞典等國成為垃圾處理的主要手段，瑞士垃圾80％為焚燒，日本、丹麥垃圾70％以上為焚燒。但焚燒廠在發(fā)達(dá)國家遍地開花數(shù)十年后，人們發(fā)現(xiàn)了比垃圾災(zāi)難更可怕的二惡英， 這種毒氣導(dǎo)致人和動(dòng)物患上癌癥。二惡英是一種含氯有機(jī)化合物，即多氯二苯并對(duì)二惡英（Polychlorinated dibenzo-p-dioxin，簡稱PCDD）、多氯代二苯并呋喃（Polychlorinated dibenzo-furan，簡稱PCDF）及其同系物（PCDDs和PCDFs）的總稱。它可以氣體和固體形態(tài)存在，化學(xué)穩(wěn)定性高，難溶于水，對(duì)酸堿穩(wěn)定，不易

16、分解，不易燃燒，易溶于脂肪，進(jìn)入人體后幾乎不排泄而累積于脂肪和肝臟中，不僅具有致癌性，而且具有生殖毒性、免疫毒性和內(nèi)分泌毒性。其中毒性最強(qiáng)的是2,3,7,8-TCDD，其毒性是馬錢子堿的500倍，氰化物的1000倍。 于是在80年代末，歐洲和日本的研究人員又開始“第三代”垃圾處理技術(shù)的研究開發(fā)。許多發(fā)達(dá)國家的政府公布了新的、更嚴(yán)格的廢物排放標(biāo)準(zhǔn)，日本政府已決定在若干年內(nèi)把現(xiàn)有的1800多座焚燒廠逐漸關(guān)閉。 熱解氣化技術(shù) 第三代垃圾處理技術(shù)－熱解氣化技術(shù)是在焚燒法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的、結(jié)合熱解氣化和熔融固化的一種新型垃圾處置方法，實(shí)現(xiàn)了無害化、顯著的減容性、廣泛的物料適應(yīng)性和高效的能源與物

17、資回收，在90年代中期，開始在發(fā)達(dá)國家流行。 氣化熔融技術(shù)是先將垃圾在450～600℃的還原性氣氛下氣化，產(chǎn)生可燃?xì)怏w和易于鐵、鋁等金屬回收的殘留物，再進(jìn)行可燃?xì)怏w的燃燒使含碳灰渣在1350～1400℃條件下熔融，整個(gè)過程把低溫氣體和高溫熔融結(jié)合起來。它不同于傳統(tǒng)意義上的焚燒，它將大量的城市生活廢物－廢舊的電器、電腦、電池、打印機(jī)硒鼓、墨盒，醫(yī)院廢棄的一次性輸液、注射品， 巨量的生活垃圾等等統(tǒng)統(tǒng)高溫分解轉(zhuǎn)化為汽，由此產(chǎn)生新的熱能來發(fā)電和供熱。 與傳統(tǒng)焚燒技術(shù)相比，氣化熔融技術(shù)有許多優(yōu)點(diǎn)：首先，可以最大限度減容、減量。氣化熔融技術(shù)使垃圾中的可燃成分被高溫分解，熔渣致密性大大提高，可以減容

18、70％左右，減重85％以上；其次，可以實(shí)現(xiàn)二惡英的低排放。目前，世界最先進(jìn)的焚燒設(shè)施的二惡英排放標(biāo)準(zhǔn)大概是0.1nmg／立方米，而熱解氣化技術(shù)的二惡英排放標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)降到0.01nmg／立方米。氣化熔融技術(shù)之所以能夠有效地控制二惡英，主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：(1)氣化爐排出的灰渣與可燃?xì)怏w一同進(jìn)入1400℃左右的高溫熔融爐(一般為旋渦式)焚燒，停留時(shí)間保持在2 S以上，充分滿足了控制二惡英的“3T”技術(shù)要求(焚燒溫度高、停留時(shí)間長、湍流度好)，不僅能夠徹底摧毀垃圾中含有的二惡英及其前趨物，而且能將絕大部分飛灰熔融固化下來，杜絕在下游設(shè)備上由Deacon反應(yīng)生成二惡英的催化劑來源。同時(shí)熔渣中二惡英含

19、量大大降低，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響。(2)垃圾中最主要的氯源來自于PVC類高氯樹脂。研究表明，PVC氣化初始階段（350℃）氯元素主要以HC1的形式析出，此時(shí)加入石灰石、白云石等吸附劑定向脫氯，可以有效的減少煙氣中氯元素的含量；同時(shí)還原氣氛和氯的及時(shí)脫除又使垃圾中的Cu、Fe等金屬元素不易生成促使二惡英形成的催化劑(CuCl2、FeCl3等)，進(jìn)而有效地抑制了低溫?zé)煹乐卸河⒌男纬?；第三，氣化熔融技術(shù)還可以固化有害重金屬元素。垃圾焚燒法容易造成二次污染，其中之一就是重金屬的污染，主要包括汞、鉛、鎘、鉻、砷及其化合物的污染。這些重金屬元素的共同特點(diǎn)是：劇毒性、生物體內(nèi)累積性以及大氣中滯留性。它們

20、對(duì)人體的生理機(jī)能、新陳代謝、生物遺傳等方面造成極大的負(fù)面效應(yīng)。熔融固化法目前被認(rèn)為是灰渣無害化處理的有效方法之一。在高溫（1400℃）的狀況下，飛灰中所含的沸點(diǎn)較低的重金屬鹽類，部分發(fā)生氣化，部分則轉(zhuǎn)移到熔渣中。灰渣中SiO2在熔融處理中形成Si－O網(wǎng)狀構(gòu)造，把熔渣金屬包封固化在網(wǎng)目中，形成極穩(wěn)定的玻璃質(zhì)熔渣，重金屬溶出的可能性大大降低。從爐內(nèi)取出的熔渣，可將它水冷成細(xì)微固化物，或?qū)⑺绽涑奢^大塊狀固化物后排出。經(jīng)過熔融使灰渣全部形成玻璃化，使重金屬封存不致溶出。 熱解氣化技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是垃圾無須分類，這樣不僅可以降低電子廢棄物分類的費(fèi)用，還大大縮短了電子廢棄物處理的周期，并可產(chǎn)出熱能和電能。