废旧电子垃圾的资源化回收及应用研究进展

摘要：本文综述了废旧电子垃圾的特性、危害及国内现状以及国内外回收、资源化利用情况和目前存在的主要问题，为我国电子垃圾的资源化回收提出了解决的方案。

关键词：废旧电子垃圾 资源化回收应用

中图分类号： F407 文献标识码： A

0 前言

电子电器产品的生产已成为本世纪增长最快的行业之一，高科技在带给人们方便、优越、舒适的同时也带来了不少的忧患。那些失去价值的电子产品就成为了我们日常所说的电子废弃物即电子垃圾。这些新型电子垃圾不仅数量巨大且危害严重，它既造成环境灾难，又浪费许多宝贵的资源，是亟待解决的难题 [1]。

1 基本概念

1.1 废旧电子垃圾的概念及来源

废旧电子（Waste Electrical and Electronic Equipment, WEEE）指废弃的家用电器与电子产品及其元器件、零部件和耗材，其主要包括各种废旧电脑、电子通讯设备、 电视机、 电冰箱, 以及被淘汰的电子仪器仪表等[2]。废旧电子垃圾主要有三个来源：电器制造商，大公司、研究机构和政府，个人和小商家[3]。在以上的三个来源中，个人和小商家产生的废旧电子垃圾数量巨大、种类繁多，因此是最难管理的一个源头。

1.2 特性及其对环境的危害

废旧电子对环境具有双重性，既有可能对环境造成污染，具有环境污染的潜在性，又含有大量可利用的再生资源，具有可再生资源回收利用的资源性。电子垃圾具有不可降解性, 含有多种有毒、有害物质或元素, 如铅、汞、镉、六价铬、多嗅联苯、多嗅二苯醚等由于这些有毒、有害物质，不易被生物代谢所分解, 属于持久性污染物。填埋或焚烧电子垃圾都会产生严重的污染问题[4]。国外资料报导, 垃圾填埋物中总含铅量的40%来自电子废弃物。而填埋渗滤液也会污染地下水。焚烧则有大气污染物排放, 包括重要的污染源二恶英( dioxin)[5]。而另一方面，据丹麦技术大学的研究结果，1t 随意搜集的电子板卡中含有大约272 kg 塑料、130 kg 铜、0.45 kg 黄金41 kg 铁、29kg 铅、20kg 锡、18kg镍、10kg 锑[6]。现在矿产资源正在衰竭，采矿冶炼成本也越来越高，废旧电子中的这些宝贵资源如果对其进行有效利用，其资源价值和经济价值是十分可观的。

1.3 我国电子垃圾的现状

目前我国已进入家用电器淘汰的高峰期，尤其是20世纪80年代中后期进入家庭的家电，已经接近使用寿命的极限，即将报废。从2003年起，我国每年至少有500万台电视机、400万台冰箱、600 万台洗衣机报废，而电脑更新换代时间约为两年，这样每年也将有500万台电脑进入淘汰期。 总计各类家电年报废量将超过2000万台[7].电子垃圾不仅增加快，数量巨大，而且危害严重，处理不当，对人类健康和环境安全都将构成极大危害。

2 废旧电子垃圾的处置

2.1 我国废电子垃圾的处置现状

目前，我国还没有建立规范的电子垃圾回收处理体系，一些家用电器或电子产品通过维修或升级后重新进入市场，流入低收入家庭或农村；不能通过维修正常使用的电器电子产品拆解后, 某些可以重新利用的家用电器、电子电器元器件、零部件拆解后重新翻新用到新的产品中去；没有利用价值的部件则被当作普通垃圾丢弃到垃圾厂,成为电子废物的主要来源整个回收行业处于完全的无序状态, 缺乏整合, 疏于监管, 使得在新产品中往往充斥了许多不合格的电子元件。而不正规的回收处理厂家因为技术和设备的不到位，在加工废电器时无法对产生的废水、废渣进行有效和符合环保要求的处理，而电子产品中含有大量有毒物质，如果不能在加工时及时处理，其危害甚至比直接把废品扔了还要大[8]。

2.2 资源化回收及应用

废旧电子的资源化是指采用一定的工艺措施回收电子垃圾中的有用物质和能源。目前资源化途径主要分为两类：一类是电子废弃物正常功能尚未丧失的情况下,对它进行再利用,即通过清洗、重新测试并组装等工序,生产出再生的电子产品。我们主要讨论的是另一类,即通过对废旧电子的拆解等一系列过程,实现废旧电子中各有用材料的回收和再利用。废旧CRT 监视器主要是通过这类技术实现了资源化。[9]

在国外，旧电子拆解业成为一个独立的行业。比如美国，电子垃圾拆解已经形成了很专业的分工，有专门负责拆解的公司，有专门负责电路板回收的公司，有专门提炼贵重金属的公司等等。由于专业化处理，美国电子垃圾的回收再利用率达到97％以上。[10]

电子垃圾是一个全球性的问题，各国对它的资源化研究都尚处于一个探索阶段，目前的资源化方法主要是回收其中的贵金属，其方法主要有物理法、化学法、生物法等。化学方法一直是广泛应用于提取电子废弃物中金、银等贵金属的成熟方法, 物理方法通常是作为辅助手段和化学方法一起用的。

2.2.1 化学法[11]

化学处理是将破碎后的电子废弃物颗粒在酸性或碱性条件下浸出，浸出液再经过萃取、沉淀、置换、离子交换、过滤以及蒸馏等一系列过程最终得到高品位及高回收率的金属。[12]

化学处理主要有：火法冶金、 湿法冶金、 电解法提取、 硫酸法、 硫尿法等工艺技术。其中应用较多的是火法冶金和湿法冶金。

火法冶金：火法冶金从电子废弃物中回收贵金属是20 世纪80 年代应用最广泛的技术 ,基本原理是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 ,再加以分离。

湿法冶金: 湿法冶金技术的基本原理主要是利用贵金属能溶解在硝酸、 王水和其他苛性酸的特点,将其从电子废物中脱除并从液相中予以回收。

2.2.2 物理法

物理法是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。

主要有机械破碎、空气分选和磁性吸附等多种方法。

机械处理法是发展历史最久、 应用最广泛的从电子废弃物的回收金属的方法。目前的机械处理方法主要包括拆解、破碎、分选以及处理后物质再经过冶炼、填埋、焚烧,最终获得金属、塑料、玻璃等再生原材料。[13]

德国是对电子废弃物进行综合回收利用较早的国家。目前德国有 Kamet Recycling Gmbh (公司)、Trischler und Partner Gmbh (公司)以及Daimler2Benz Ulm Research Centre 等多家处理电子废弃物的回收中心。Daimler2Benz Ulm Research Centre 开发了四段式处理工艺: 预破碎、液氮冷冻后粉碎、分类、静电分选[14]。

2.2.3 其他方法

生物浸出技术、微波处理技术等也可以用于电子垃圾的资源化处理处置。生物浸出技术比较简单、费用低，易于操作,但其缺陷在浸出时间长，而且需暴露的金属 ,浸出液浓度低 ,目前这一技术还处于发展阶段 ,就其发展前景来看,实用性不高。微波处理技术可以用来破碎电子元件并回收电子垃圾中的贵金属 ,但这种方法工艺复杂，目前还处于研究阶段。

3 国外经验与启示[15]

1 资源短缺国家尤其重视电子垃圾问题

德国、日本这些资源稀少国家对循环经济尤其重视，日本更是已将其作为基本国策；而一些资源大国、石油富国对此重视都不够。而我国处于一个总量喜人、均量贫乏的尴尬境地，致使政府和民众重视都不够。

2 立法是根本保障

多数发达国家都以法律为重要手段来处理电子垃圾问题，而我国废旧家电回收利用管理目前还处于无法可依的状态，为此我国应尽快出台相关法律或行政法规。

3 市场运作时有力手段

对进口的电子产品征收回收费，这实际上是一种以经济为杠杆建立绿色壁垒的市场运作方式。日本是一方面强迫制造商回收电器，另一方面要求消费者承担大部分回收循环费。

4 “生产者责任制”为基本原则

在这项制度下，生产者要在产品的生命周期内承担环境责任。他不仅有利于促使废弃物回收和循环使用，而且可激励生产者使用更多的易于循环的材料，减少原材料特别是有害物质的使用。

4 总结

如果政府能够给予足够的重视，提供政策扶持、法律保障和资金支持，加强公众的环境意识，让全社会都能重视并支持这项工作，那么在一段时间内建立相应的电子垃圾资源化管理法则、借鉴国内外的发展经验、开发及引进新技术、提高和完善处理手段将不再是梦想。如此，我们不仅能解决本国电子垃圾的污染问题，而且，我国的环保产业也一定能走出有中国特色的发展道路。

参考文献：

[1] 赵慧,吴勇生.分析电子垃圾的危害及资源化.技术壁垒[J] 2006(10);63～65

[2] 邱胜鹏.国内电子废弃物的处理现状. 能源与环境[J] 2006(1);61～63

[3] 王浩东,尚兰福.废旧家电回收对策的研究[M],中国环境科学出版社，2006

[4] 黄远湘.我国电子垃圾现状与对策. 湘南学院学报[J] 2008,29(5);55～59

[5] 王灿东,盛 艳.废旧电脑的处理与资源化[J],再生资源与循环经济, 2008,1(1);33～35

[6] 李湘洲.电子废弃物的再生利用必须走产业化之路[J],再生资源研究,2004 (4);9～11

[7] 李晓辉,田 霞.电子垃圾的再生利用与产业化运作[J],科技情报开发与经济, 2005,15(9);106～107

[8] 赵聪颖,杨婷婷.上海市电子废弃物现状评述与改善对策[J], 中国科技信息,2008(17);16~17

[9] 吴霆,李金惠等. 废旧计算机CRT监视器的管理和资源化技术[J],环境污染治理技术与设备,2008,4(11),86～91

[10] 扬子江.电子垃圾的资源化研究[J],节能与环保,2003(10),16~18

[11] 魏金秀,汪永辉等.国内外电子废弃物现状及其资源化技术[J],东华大学学报,2005,31(3); 133~138

[12] 袁珂蔡,美 芳.电子废弃物的资源化回收利用[J], 中国西部科技，2008,7(30);37～38

[13] 沈 超,蒋 磊等.废旧电子电器产品中贵金属的回收利用概况[J], 武汉科技学院学报, 2008,21(10);41~44

[14] Shunli Zhang ,Eric Forssberg. Mechanical separation-oriented characterization of electronic scrap . Resources , conservation and Recycling ,1997,21;247~269

[15] 杨永华,林培龙等.国外电子垃圾治理经验及启示,中国环保产业,2008,2；56~60