電子廢棄物資源化處理

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上電子廢棄物資源化處理概述摘要：電子工業(yè)的飛速發(fā)展和電子設備的廣泛使用，給人類的生產和生活方式帶來了極大的變革，同時也產生了消耗大量資源和能源、污染環(huán)境、增大廢棄物量等一系列問題。隨著電子技術的進一步發(fā)展，電子產品更新?lián)Q代的周期不斷縮短，廢舊電子產品的數(shù)量與日俱增，這對環(huán)境造成了嚴重的危害。電子廢棄物的資源化處理已經(jīng)成為當前亟待解決的課題，引起了全社會的廣泛關注。電子垃圾回收和再利用技術及工藝電子垃圾中金屬材料的回收。關鍵詞：電子廢物、污染、處理、一、電子垃圾的有價性：電子廢棄物中含有許多可以資源化利用的材料，如各種塑料可以被直接回收利用;金屬、貴重金屬和稀有金屬的提純

2、利用以及樹脂纖維材料的再生利用等。丹麥技術大學的研究結果顯示: 1 t隨意收集的電子板卡中含有大約272.4 kg塑料、129.8 kg銅、0.45 kg黃金、40.9 kg鐵、29.5 kg鉛、20 kg鎳和10 kg銻，如果能回收利用，僅這0.45kg黃金就價值6 000美元。因此，電子廢棄物的回收利用具有明顯的社會效益和經(jīng)濟效益。二、電子垃圾回收和再利用技術綜述：目前國內外對電子廢棄物的資源化系統(tǒng)主要包括前期系統(tǒng)技術（用物理和機械的方法進行分選、破碎、提取回收）和后期系統(tǒng)技術（用化學、生物方法轉化回收）。技術分類如下表電子廢棄物資源化系統(tǒng)技術分類具體分類前期系統(tǒng)技術（用物理和機械的方法進

3、行分選、破碎、提取回收）。保持廢棄物原形的回收，重復利用（分選、修補、清潔洗滌）;破壞廢棄物原形的回收材料：靠物理作用使廢棄物原料化，再生利用（破碎、物理或機械方法的分離精制）。后期系統(tǒng)技術（用化學、生物方法轉化回收）?；厥瘴镔|：用化學和生物的方法使物料原料化、產品化而再生利用（轉化+分離精制、熱解、催化分解、熔融、燒結、堆肥發(fā)酵）;回收能源（燃燒、發(fā)電、水蒸氣、熱水等）。 （1）電子垃圾中金屬廢棄物的回收對電子垃圾的回收處理最早可追溯到20世紀60年代，不過當時僅局限于對貴金屬的回收和再利用，而如今的電子垃圾回收處理已發(fā)展成對各種有用材料（包括金屬和塑料等）的全面回收。并且，現(xiàn)有電子垃圾的處

4、理技術已有了相當大的發(fā)展，回收率也大大增加，同時還出現(xiàn)了很多新興的處理技術。伴隨電子垃圾處理工藝的日益增多及技術的不斷改進，目前很多材料的回收率都超過90%。歸納起來，電子垃圾中常見的金屬材料回收處理方法有機械處理法、火法冶金、濕法冶金以及微生物法等，其回收原理、優(yōu)缺點和應用情況如表3所示。值得指出的是，金、銀、鈀、鉑等貴金屬是電子垃圾金屬材料回收和再利用的重要部分，也是回收電子垃圾的主要經(jīng)濟推動力。對于貴金屬，常采用濕法冶金進行回收。濕法冶金技術其實質是利用化學藥劑對經(jīng)破碎與分離等預處理后的電子垃圾浸取貴金屬的一種方法。濕法冶金按浸取工藝中所用藥劑的不同，又可以分為硝酸-王水浸金法、氯化法和

5、氰化法等，其中又以硝酸-王水浸金法最常用。濕法冶金具有工藝簡單、浸取貴金屬速率快和回收率高等特點，但其成本高且二次污染相對嚴重。最近有報道稱采用生物法回收貴金屬二次污染小、成本低且回收率高達99%，因此該法值得推廣應用。常見電子垃圾回收方法及其特點處理方法原理優(yōu)點缺點應用情況機械處理法對電子垃圾進行破碎使各種成分單體解離，再利用破碎后顆粒物理性質的差異（如密度、電性、磁性和形狀等）進行分離。污染小、操作簡單、不需要對電子垃圾做預處理，易實現(xiàn)規(guī)?；Ｌ幚砗笠话悴皇亲罱K產品。綜合回收有用材料，同時可作為其它回收方法的預處理?；鸱ㄒ苯鹄靡苯馉t高溫加熱剝離非金屬物質，貴金屬熔融于其他金屬熔煉物料或熔

6、鹽中，隨后再加以分離操作簡單方便，能得到較純的產品，回收率較高。焚燒時會產生有害氣體，二次污染嚴重，金屬回收率低，能耗大，設備一般較昂貴主要用于回收貴金屬，逐漸淘汰中。濕法冶金利用貴金屬能溶解在硝酸、王水等強酸的特點，將其從電子廢物中脫除并從液相中回收。能得到較純的產品，回收率高，廢氣排放少，提取貴金屬后的殘留物易于處理，工藝流程簡單。二次污染較嚴重。主要用于回收貴金屬。微生物法利用細菌浸取電子垃圾中的貴金屬。對環(huán)境危害小，投資少，能耗少，藥劑消耗少，對低品位的資源也能很好地回收。生產周期長，溫度要求嚴格。主要用于回收貴金屬。（2）電子垃圾中非金屬材料的回收除了金屬材料，制造電子產品過程中還使

7、用了大量非金屬材料，特別是工程塑料。塑料普遍具有良好的絕熱和絕緣特性，并具有強度較高、耐壓和韌性良好等特點。電子產品常用的塑料主要包括ABS、HIPS和PC/ABS等。電子垃圾中的大件純塑料一般采用機械法直接回收，而混合塑料的回收主要有機械法、化學法和熱回收法。其中熱回收法被認為是回收塑料最環(huán)保的方法，瑞士和丹麥早在2002年就有70%的塑料是通過該法處理的;2003年西歐也有23%的塑料通過該方法回收處理。（三）具體處理技術方法：A.機械處理方法利用各組分間的物理性質差異進行分選的機械處理方法存在著成本低，操作簡單，不易造成二次污染，易實現(xiàn)規(guī)模化等優(yōu)勢。目前的機械處理方法主要包括拆解、破碎、

8、分選等，處理后物質再經(jīng)過冶煉、填埋、焚燒等處理后可獲得的金屬、塑料、玻璃等再生原材料。因此，機械處理可以使電子廢棄物中的有價物質充分地富集，減少后續(xù)處理的難度，提高回收效率。（1）拆解：電子廢棄物中含有多種電子元器件，如變壓器、電池、電容、晶體管等，這些元器件中含有鉛、汞、鎘等多種重金屬和有害物質，處理時可預先將其拆解下來，對于可靠性檢測后不可回收再利用的元器件可以進行單獨處理，這樣不僅能富集有價物質，還可以防止其對后續(xù)工藝的污染，減少處理成本。目前，電子廢棄物的拆解一般由手工完成，機械設備作為輔助，但隨著電子工業(yè)的飛速發(fā)展，電子廢棄物的數(shù)量日益增多，必須考慮采用機械化處理的方法，提高處理效率

9、。日本NEC公司已研制開發(fā)了一套自動拆卸廢電路板中電子元器件的裝置，這種裝置主要利用紅外加熱和兩級去除的方式使穿孔元件和表面元件脫落，不會造成任何損傷。（2）破碎：單體的充分解離是實現(xiàn)高效機械分選的前提，破碎是實現(xiàn)單體解離的有效方法。因此，根據(jù)物料的物理特性選擇有效的破碎設備，并根據(jù)所采用的分選方法選擇物料的破碎程度，不僅可以提高破碎效率，減少能源消耗，而且還能為不同物料的有效分選提供前提和保證。在選擇破碎設備時，應充分考慮物料的物理特性。如拆除元器件后的廢電路板，主要由玻璃纖維強化樹脂覆銅板組成，存在著硬度較高，韌性較強，具有良好的抗彎性等特點，因此采用具有剪、切或沖擊作用的破碎設備比較合適

10、。瑞典的SR公司開發(fā)的轉式破碎機與日本NEC公司的剪切式破碎，都采用剪切作用來破碎廢舊印刷電路板，減小了解離后金屬的纏繞作用，得到了較好的解離效果。瑞士Result技術公司開發(fā)了超音速方法破碎涂層線路板等多層復合制件，它利用各種層壓材料的沖擊和離心特性不同，將多層復合材料彼此分開，不同材料的變形情況不同，脆性材料碎成粉末，金屬則形成多層球狀物。（3）分選機械分選主要是利用物質間的物理性質差異（如密度、電性、磁性、形狀及表面性質等）來實現(xiàn)不同物質的分離。機械分選包括濕法分選和干法分選。濕法分選有水力搖床、浮選、水力旋流分級等。干法分選包括空氣搖床、電選、磁選和氣流分選等。（3.1）按密度分選按各

11、組分的密度差異進行分選的技術成熟地應用于選礦行業(yè)中。由于電子廢棄物中含有大量的金屬和塑料，他們的密度差異較大，容易按密度分離，所以密度分選法處理電子廢棄物也具有一定優(yōu)勢?？諝鈸u床是一種按密度分選的設備，現(xiàn)已廣泛地應用于電子廢棄物的分選過程中，其分選機理是:不同比重的顆?；旌衔锪辖o到床面上，與從床面縫隙吹入的空氣混合，顆粒群在重力、電磁激振力、風力等綜合作用下按密度差異產生松散分層，重顆粒受板的摩擦和振動作用向上移動，輕顆粒浮在床面上向下漂移，從而實現(xiàn)了金屬和塑料的分離。（3.2）磁選和電選磁選是利用電子廢棄物中各組分的磁性差異實現(xiàn)分選的，多用于除去廢棄電路板中的鐵磁性物質。靜電分選是利用物質在

12、高壓電場中的電性差異實現(xiàn)分選的，對廢棄物再生處理十分有效。其荷電機理有兩種:一是通過離子或電子碰撞荷電，如電暈圓筒型分選機;二是通過接觸和摩擦起電荷電，如摩擦電選，能夠分選多種不同物料，尤其對兩種混合塑料，分選十分有效。渦流分選技術現(xiàn)已被廣泛地應用于回收電子廢棄物中的非鐵金屬。其分選機理是當分選機中的磁場變化時，在導電的有色金屬顆粒中感應產生渦電流，渦電流與磁場相互作用，對導電顆粒產生電動力，使導電顆粒和絕緣顆粒產生不同的運動軌跡，從而實現(xiàn)導體和非導體的分離。渦流分選要求顆粒的形狀規(guī)則平整，而且粒度不能太小。鋁的密度較低，使用普通的分選方法容易混入輕產物中，而使用渦流電選機可以高效地分離金屬鋁

13、。單體的充分解離是實現(xiàn)高效機械分選的前提。B.火法處理和濕法處理（1）火法冶金回收方法火法冶金回收方法是指通過焚燒、等離子電弧爐或高爐熔煉、燒結或熔融等火法處理的手段去除電子廢棄物中塑料及其他有機成份而使金屬得到富集并進一步回收利用的方法6。本方法主要包括焚燒、熱解兩種類型?；鸱ㄒ苯鸹厥辗椒ǖ膬?yōu)點是，可以處理所有形式的電子廢棄物；回收的主要金屬包括金、銀、鈀等貴金屬以及銅等賤金屬，且這些金屬的回收效率較高。其缺點是，易造成有毒氣體的逸出；電子廢棄物中的陶瓷及玻璃成份使熔煉爐中的爐渣量增加、易造成某些金屬損失于其中而無法回收，且大量的非金屬成分在焚燒過程中損失。（2）濕法冶金回收方法濕法冶金回收方法是指利用電子廢棄物中的絕大多數(shù)金屬（包括貴金屬和賤金屬）能在硝酸、硫酸、王水等介質中溶解而進入液相的特點、使絕大部分貴金屬和其他金屬進入液相而與電子廢棄物中的其他物料分離、然后從液相中回收貴金屬和其他賤金屬的方法7。該方法主要是通過電解的途徑來回收印刷線路板中的金屬8。與火法回收技術相比，濕法回收技術的優(yōu)點是：廢氣排放少、提取貴金屬后的殘留物易于處理、經(jīng)濟效益顯著、回收得到的產品是單一的金屬。但濕法回收技術的化學試劑實際