电子废弃物循环再利用研究

时间:2022-10-28 08:32:31

电子废弃物循环再利用研究

摘 要: 本文简述了我国电子产品报废量现状、电子废弃物作为新的环境污染源对环境和人类产生的危害及回收利用的价值,简述了近几年我国在政策、法规上对电子废弃物的再生利用产业化的支持,探讨了对电子废弃物进行再生利用的重要性和国内外处理方法的现状,提出了为加快发展我国电子废弃物处置利用能力必须解决的几个关键问题。

关键词: 电子废弃物; 再生利用; 政策; 绿色回收; 湿法化学

Abstract: In the present paper, the authors study the status of the importance of electronic waste disposal and treatment methods at home and abroad, analyze the efficiency and cost advantages and disadvantages of various physical crushing methods, wet chemical processing methods of electronic waste as well as discuss the prospect of new methods for recycling electronic waste in the future. It is pointed out that recycling of electronic waste will provide a new "green" efficient way for the development of circular economy in China and in order to speed up the development of China's electronic waste disposal capacity, we must solve several key issues.

Key words: Electronic Waste; Regeneration and utilization; Physical crushing; Green recovery; Wet Chemical Processing.

目前,我资源消耗量庞大,每年可达100亿吨量级,占到全球总资源消耗量的30%以上,是美国4倍,名副其实的是全球第一“资源消耗超级大国”[1]。资源紧缺和环境污染已日益成为制约我国社会经济健康稳定发展的瓶颈。这其中,尤其以爆发性增长的电子废弃物为环境污染物的典型代表。

联合国环境规划署给出的数据表明[2],全世界每年电子垃圾的产量大约是2000万顿-5000万吨,美国约占其中的30%、欧盟则约占其中的25%,且每年以3%-5%的速度迅猛增加。而目前我国每年报废的主要电子电器产品量也都超过两亿台,是世界第一大电子废弃物产生国。但相对报废电子产品的数量,合理再生利用的电子废弃物则仅仅只有1/10。在这种状况下,电子废弃物中包含的多种有害元素,如铅、砷、汞、镉、多溴联苯(PBB)、多溴二苯醚(PBDE)等有机污染物正在日益成为我国真正的环境杀手。

但从另一方面看,电子废弃物又可以说是“城市金矿”,它其中含有大量的贵金属(如稀土、金、铜、铁等)、塑料和玻璃等[3],经过无害化处理后,都可做成再生资源。一般来讲,1000kg原矿石里含有约5g黄金就可称为富矿,但在相同重量的电子废弃物,如电视机主板中,黄金的含量就在80克左右,而且还有铜等可再生金属,价值至少是富矿的16倍。再例如,废旧手机电池中Co的含量高达20%,对废旧手机电池的集中回收处理,就等于开采稀缺的钴精矿资源。而且,手机电路板中的含金量可达280g/t,含银量则为2000g/t,分别相当于原生矿床的60倍和13倍,对其回收利用,成本将大大低于从原矿石冶炼加工获得相应资源的成本,其中蕴含着巨大的经济价值。但目前,如何在废弃电子电器产品中高效提取稀贵金属和塑料等高附加值产品,同时又不对环境产生二次污染,是全世界电子废弃物处理领域的一大挑战[4]。

为此,我国从2009年起就在政策层面上对电子废弃物的回收处置进行了扶持。如当年制定的《废弃电器电子产品回收处理管理条例》就明确指出,国家鼓励和支持电子废弃物产品的科学处理、技术研发及相关行业标准的制定等等;2012年,环保部等六部委又联合颁布《废弃电器电子产品处理基金征收使用管理办法》,标志着国家对电子废弃物处理企业开始实质性的资金支持;2013年,国务院又印发了《国务院关于加快发展节能环保产业的意见》明确了电子废弃物的重点处置领域,加快发展报废汽车和废旧电器破碎分选技术,提高稀贵金属分离提纯的效率,发展高效分拣塑料和混合废塑料的方法及装备。2016年11月,在国务院颁布的《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》中又指出,加快“城市矿产”开发和废弃物的再利用,提升电子废弃物产品、报废汽车的拆解技术和装备水平,促进废弃稀贵金属、塑料的二次加工利用规模化发展,完善再生资源利用基础设施建设等等。但尽管国家在电子废弃物产业政策、投资等方面的力度逐年加大,我国目前电子废弃物再生利用仍面临着许多挑战。

这主要是源于电子废弃物的回收处置具有非常强的专业性,需要大量的专业知识和专业装备,低水平的处置电子废弃物容易对环境造成巨大的二次污染,给生态环境带来不可修复的影响。在这种背景下,各国科技界和工业界都对电子废弃物的资源化处理提出了极大的需求。目前国内外对电子废弃物处理方法大致可分为[5-11]:填埋法、热处理法、物理法、湿法、生物法和超临界水氧化法等等。其中,湿法中的氰化法可实现经济化和工业化,但达不到绿色化要求,脲硫法、多硫化物法和碘化法虽可以实现绿色化和工业化,但经济效益过低,生产成本较高,而超临界水氧化法和生物法是一种极高的绿色标准,其投入的经济成本高、生产周期长,也难以实现工业化生产。因此,同时具备经济化、工业化和绿色化的电子废弃物回收处理工艺仍是一项具有挑战性的工作。目前,我国在电子废弃物循环利用产业技术、装备上还与国外存在较大的差距,体现在回收效率低,资源化水平差,专门人才缺失,大量企业普遍小而散,而且采用的还是传统垃圾处理模式,工程化水平很低,相关大型装备完全依赖进口。

为了加快发展我国电子废弃物处置能力,我们必须要处理好几个关键技术问题:首先要建立完善的电子废弃物回收系统。改变以往仅仅依靠个体回收、生产商换购回收的回收模式。建立大型电子废弃物回收企业,利用高科技网络平台实现针对电子废弃物高效回收的模式。其次,要大力发展电子废弃物高效科学处理、深加工等工程科学和技术,不断提升子废弃物资源化利用的产品附加值,提升其产业利润值。第三,解决电子废弃物的高效拆解和分类的关键技术,将人工智能技术引入电子废弃物拆分破碎领域,并开发出具有我国自主知识产权的自动化拆分新装备。第四,开发电子废弃物中金属与塑料、玻璃等材料的高效分离技术,如低温破碎分离技术,不断提高金属的回收利用率,并拓展塑料等高分子材料的综合应用领域。最后,要解决好电子废弃物再生利用成本高且易对环境二次污染的问题。我国现有的技术水平还不能对电子废弃物中的每一种物质都做到环保处理,往往会造成电子废弃物对环境的二次污染。因此,研究电子废弃物处置过程中的用水减量化技术,以及废水循环利用并达到零排放技术;研究电子废弃物处置后二次废渣综合利用技术;研究二次废气的达标排放等等技术显得至关重要。

参考文献:

[1] 刘波. 中国废弃电子电器回收技术的应用研究[D]. 北京工业大学, 2011.

[2] 方伟成, 杜欢政. 构建"个体回收者+公司+园区"电子废弃物回收处理体系[J]. 再生资源与循环经济, 2010, 03(5):19-21.

[3] 曾志伟, 胡明哲, 龙江莉. 六盘水市电子废物回收与再生利用对策研究[J]. 六盘水师范学院学报, 2016, 28(3):16-19.

[4] Jr D L S, Daley J C, Stephens R L. Processing of Televisions by Mechanical Separation Techniques Implications for Future Work in Product Design and Recycling[M]// Recycling of Metals and Engineered Materials. John Wiley & Sons, Inc. 2013:47-59.

[5] 王红梅, 于云江, 刘茜. 国外电子废弃物回收处理系统及相关法律法规建设对中国的启示[J]. 环境科学与管理, 2010, 35(9):1-5.

[6] 王占华, 周兵. 适合我国的电子废物回收模式[J]. 再生资源与循环经济, 2010, 3(4):20-23.

[7] 周全法. 国内外电子废弃物处置现状与发展趋势[J]. 江苏理工学院学报, 2006, 12(2):4-9.

[8] 郭学益, 田庆华. 有色金属资源循环[C] 中国有色金属学会学术年会. 2005.

[9] Boghe D. Electronic Scrap: A Growing Resource [J]. Precious Metals, 2001, 7: 21-24.

[10] Rnss. Ready for Recycling[J]. Electronic Business, 1997, 26(12): 108-115.

致谢

感谢贵州省省市共建科技项目(贵州省再生资源利用工程研究中心,52020-2015-H-12),六盘水师范学院产学研基金(LPSSY201411)及华栋再生资源利用有限公司对本文的资助。

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