废旧电子产品回收利用技术的现状浅析
1.简介因为科技的前进，政策的推动，消费市场的巨大，我国已渐渐成为世界电子产物出产和消费的中间。人们在享受高科技电子产物带来的益处时，同时也将面对电子垃圾致使的紧张污染问题。国度统计局数据表白，80年月累计至今，我国电视机、洗衣机和冰箱的社会保有量约为3.5亿、1.7亿和1.3亿台。因为利用寿命到期、电子产物技能的成熟和经济程度的前进，我国将很快进入电子电器产物报废的岑岭期。比方，在2003年，就镌汰了约600万台电脑和3000万只部手机。
加倍紧张的是，每一年世界范畴内产出的几亿吨垃圾，大部门终极都经由过程各类方法流转到我国。使得我国成为一个电子垃圾的倾倒站和污染重地，如图1-1所示。外洋之以是将电子垃圾运来中国，是从本地立法限定、情况庇护、收受接管本钱和经济效益和收受接管技能困难海盜村,等方面来综合斟酌的。我国相干部分也起头意想到上述问题，并起头了长达5年多的孕育和筹备，以出台相干的办理和条例。比方，在《干净出产促成法》和《固体废料污染情况防治法》根本上，制订了和欧盟WEEE和RoHS类似的《电子信息产物污染防治办理法子》。指望也在2006年7月1日起头可以或许真正贯彻施行。
这里要谈的是烧毁电子产物收受接管操纵的根基技能问题。由于它触及到是不是能真正有能力收受接管，乃至有用地变废为宝。收受接管操纵的根基观点是指经由过程各类法子提取那些寿命闭幕产物和制造进程副产品中的价值或能量，让其进入出产或利用阶段的进程。一般说来，收受接管可分为6个级别，包含：
(1)从新贩卖；
(2)维修翻新或再制造；
(3)元器件收受接管；
(4)质料收受接管；
(5)焚烧能量收受接管和；
(6)垃圾掩埋。
(1)和(2)的级别较高，对全部产物直接贩卖，或对某些部件举行改换或进级从新包装贩卖，或从新操纵产物中的模块和子体系来制造雷同产物。这类环境可以说收受接管的是设计和制造进程中投入的技能价值。因为更新换代等缘由，不少电子产物或部件在其重要功效损失以前早就被具有者抛却，可是这些对付其他利用者或利用场所依然有较大的价值，因而便促成为了泛博的二手电子市场。(3)和(4)是今朝收受接管的重要级别。因为元器件的设计寿命一般要大于产物的利用寿命，是以不少收受接管商将高价值的器件和模块，从体系里机器拆卸或从电路板上脱焊，举行检测测试后从新贩卖。而质料的收受接管则处于较低的级别，电子产物中有大量的各类特此外金属、塑料、陶瓷和玻璃，有价值且数目可观，可经由过程各类物理或化学等法子来分手和提取。(5)和(6)级别最差，别离代表经由过程焚烧而获得热能和作为填充质料或直接掩埋处置。
国际上的收受接管相干技能相对于成熟，而我国钻研则刚起头起步。是以本文将重要从塑料的收受接管、印刷电路板(PCB)的金属提取两个方面扼要先容国表里对平凡的废旧消费电子产物的收受接管操纵技能的近况。
图1-1我国已成为电子垃圾的倾倒站和污染重地
2.塑料的收受接管
电子产物中的热塑性塑料重要见于机架、毗连器、导线绝缘部门、卡板导向器、开关、刻度面板、器件塑封、电容介电部门等等。比力常见的种类有：PVC(聚氯乙烯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)、ABS/PVC复合塑料、PC(聚碳酸酯)、PC/ABS复合塑料、PS(聚苯乙烯)和PPO(聚苯撑氧)。电子产物中的热固性塑料重要见于外壳、塑封和基板，经常以环氧树脂为根本，掺入不少其他特别功效的添加剂。比方，一个典范的塑封质料的根基组成如表I2-1所示。
表2-1：典范IC塑封质料的根基组成
极为少许的污染或混同，可能会对塑料的机能发生很大的影响。是以，塑料的辨认和分类是收受接管的第一步。除利用部件上已有的代码标签等外，另有测试份子布局的傅立叶红外光谱、傅立叶黎曼光谱、X射线等法子。其基来源根基理是经由过程红外光、激光或X射线照耀被测物资，因为各类有机物资都有怪异的电磁吸取光谱，是以经由过程丈量被测物资的反射光谱，然后和尺度谱比拟，便可以探测其塑料的根基布局和种类。Wan等人于1994年提出了一种叫做光声技能的塑料辨认法子，采纳了Nd：YAG绿色激光照耀被测试物资。与红外光谱的不同是，它丈量其物资的热辐射，而不是丈量其反射或吸取环境。其长处是不受物资概况的色彩、标贴和外形的限定。Ahmd和Hull则提出采纳超声穿透的法子，经由过程丈量高频超声波在物资中的穿透时候和虚弱来量化其物理机能，终极决议其物资布局信息。美国的磁分手体系公司(MSS)则操纵光学传感器等技能，制造出可以辨认分歧色彩夹杂塑料颗粒的主动出产线体系。塑料与塑料之间的分手则呈现了超临界活动法悬浮和沉降法。其根基操作是将混和烧毁物至于容纳CO2或SF6与CO2混和蔼体的压力容器中，调解分歧的气体活动量，而渐渐将分歧密度的婚宴,物资悬浮而分隔。
此外，采纳氛围做媒质悬浮也是一种法子，可是轻易遭到物资密度和尺寸的影响。也出项了水力漩流器，只是利用较为少见。采纳液体悬浮沉降法子可根据质料的密度范畴来选择分歧的流体。比方0.8-0.99g/cm3的可用一到五个碳原子的醇类和水的混和液体来分手；1.01-1.16g/cm滅蚊燈,3的质料可用水、水与氯化钠及乙二醇混和液体来分手；1.01-1.28g/cm3的可用硫化镁溶液分手；较重的物资1.01-2.9g/cm3则必要不乱的金属盐类如钠和锂盐溶液来分手，好比Na6(H2W12O4)等。
Elektronic于1994年提出了一种很是有用的静电法子来分手电线的塑料与金属碎片。在将电线破坏成极细的颗粒后，至于程度扭转的圆筒中，同时施加很大的静电场。在粒子被甩出的进程中，因为金属和塑料落空电荷的速率不同，使得它们终极落在分歧的位置。
中国矿业技能大学也在这方面做了深刻的钻研事情。此中，静电分手道理如示用意2-1所示。此外一种金属和塑料的分手法子是采纳磁场分手，此中对付无磁性的金属，则操纵高速扭转的磁轮，在金属中发生漩流，而产生挪动分手。SamJody则提出一种操纵丙酮、二甲苯和二氯乙烯等有机溶剂选择性萃取的法子，从破坏夹杂物中提取ABS，PVC和聚乙烯等塑料。也有学者在钻研经由过程分歧熔化温度、分歧的介电特征、真空无氧熔化等法子来分手塑料和金属。
收受接管塑料的化学法子根绝按照分歧环境，也呈现了不少，包含高温分化、醣酵解、水解、甲醇分化和点火能量转换。高温分化是只将塑料烧毁物在无氧的前提下施加高温，高聚物份子连系键自由断裂，天生各类分歧链长度的小份子量物资和单体，比方如烯烃和芬芳化合物苯等。这些物资乃至可以直接用于出产或燃料。它合适于各类分歧塑料混和体和高度污染的塑料的分化操纵。醣酵解、水解和甲醇分化雷同，经由过程在高温高压前提下介参加乙二醇、水或甲醇等物资，经由过程化学分化反响的法子到达上述目标。式(1)是了水解反响的基来源根基理。
作为最初级此外选择就是点火用于发烧发电。但是，一般的塑猜中都含有助阻燃剂，以是这类处置的焚烧效力会很是有限。加倍首要的是，焚烧进程中可能会发生和排放很是有害的物资如HCl和剧毒致癌物资二恶英等。有些混和的金属如镉、水银等也会悬浮于大气尘土中。而且铜的存在会催化二恶英的构成，使之在相对于较低温度(600-800C)便能发生。其天生示用意如图2-2所示。为此，西门子开辟出用于电路板的无卤素助阻燃质料，其焚烧后果污染较小。这里要提一下的是，有害重金属如铅、汞、镉和助阻燃剂如溴、锑和磷可用X-射线荧光谱(XRF)来检测；而有机助燃阻燃剂则可经由过程上述的红外光谱法子来检测。最后的选择是机器破坏，将几近没有多大价值的塑料破裂成颗粒，用作修建质料或其他质料的填充加强成份。
图2-2点火进程中致癌物资二恶英的天生示用意
3.印制电路板组件金属的收受接管提取
金属遍及用于电子产物中，作为导电或布局部件。金属的收受接管技能相对于成熟，特别是大块部件的金属。据估量，欧盟今朝的铝、铜、铅和锌的收受接管已别离到达50%、50％、60%和41%。电子产物的印制电路板组件中含有分歧浓度的各类金属，如表3-1所示。其收受接管比年来成为钻研热门，特别是对铜和贵金属如金、银、铂、钯、钽等最具经济价值的金属。经常使用的有火法、湿法和电解法子。
表3-1典范计较机PWB废猜中所含的金属物资
先先容操纵二次熔炼炉的火法冶金来提取铜和贵金属。起首经由过程平凡的高温熔炼法子(高温熔化、挥发、还原反响、悬浮和沉降等去除杂质)举行频频分手，将锌、铅、锡等以氧化物粉尘的情势滤出，而铁和铝则以浮渣情势分手出。这些分手出的产品可用于根基金属的进一步提取或作为填充质料而用。所得剩下的物资含约99％的铜，其余部门为镍和贵金属。然后将其制成电极(阳极)，至于硫酸溶液中采纳化学电解法子来沉积较高纯度的铜(沉积于阴极)。镍则以硫酸盐的情势存在，可用作电池工业。而贵金属则以难溶的化合物汇集在阳极，成为阳极泥。对阳极泥举行脱水脱铜处置后，放入熔炉，采纳各类分歧步调来分手分歧的贵金属，如示用意3-1所示。这类@法%37S25%子对各%WGQmU%类@金属的提取率较高，可是费时较长。
图3-1对阳极泥举行贵金属提炼示用意
而湿法冶金(操纵溶剂，借助于氧化、还原、中和、水解、络合等化学感化，对原猜中金属举行提取和分手，获得金属或其化合物的进程)是一种相对于较快的提取贵金属的法子。比方对铜、钯金、银的浸取可别离按式(2)、(3)、(4)和(5)的基来源根基理和一些辅助反响举行。然后颠末分手、富集和电化学提取法子来获得较纯的金属。只是这些进程中也会用到一些剧毒或伤害的化学物资，其节制很是首要。
电解提炼金属则有以溶有金属离子的水溶液作为电解质，使金属离子在阴极上析出的水溶液电解，和和以高导电率、低熔点的金属熔盐作为电解质，使金属离子在阴极析出的融盐电解的两种根基法子。这里不做具体先容，有乐趣读者可参考文献。
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