廢舊冰箱無害化再生處理的關(guān)鍵技術(shù)

周益輝，曾毅夫，葉明強

（湖南凱天環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?，湖南長沙，410100）

廢舊冰箱無害化再生處理的關(guān)鍵技術(shù)

周益輝，曾毅夫，葉明強

（湖南凱天環(huán)?？萍脊煞萦邢薰荆祥L沙，410100）

分析了廢舊冰箱的結(jié)構(gòu)特點和材料組成，介紹了其整體回收處理工藝及特殊部件再生處理的關(guān)鍵性技術(shù)。

廢舊冰箱；關(guān)鍵技術(shù)；再生處理

20世紀80年代中后期以來，電冰箱開始大量進入我國大眾家庭。目前我國已開始進入電冰箱更新高峰期，據(jù)有關(guān)資料顯示，我國冰箱的社會保有量在1.8億臺左右。如果按其可使用壽命10～15年計算，廢舊冰箱數(shù)量每年高達400萬臺以上[1]。加上高新技術(shù)的不斷更新應(yīng)用，冰箱產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期會大大縮短，廢棄冰箱的數(shù)量將會大大增加。如此大量的廢舊冰箱如果不能得到及時回收處理，產(chǎn)生的大量電子垃圾將給生態(tài)環(huán)境造成嚴重的破壞。

廢舊冰箱作為一種電子廢棄物具有特殊性。冰箱結(jié)構(gòu)中含有許多對環(huán)境有害的物質(zhì)：冰箱的制冷系統(tǒng)和絕熱材料中含有破壞地球臭氧層的氟利昂；冰箱的印刷電路板中含有大量的重金屬、鹵化阻燃劑，若焚燒將產(chǎn)生二惡英和二苯呋喃，對環(huán)境造成嚴重污染；廢舊冰箱含有大量的基本金屬、稀貴金屬、塑料等寶貴資源，若再生利用將獲得巨大的經(jīng)濟效益。

因此，如何減少廢舊冰箱對環(huán)境的污染，研究其零部件、材料的再生利用是當前環(huán)境保護領(lǐng)域研究的重要課題。

湖南凱天環(huán)?？萍脊煞萦邢薰臼且患覍I(yè)從事固體廢棄物綜合利用開發(fā)、大氣污染治理、重金屬污染治理等的高新技術(shù)環(huán)保企業(yè)，通過多年的技術(shù)開發(fā)，建立了廢舊冰箱無害化處理的綠色再生產(chǎn)業(yè)鏈。結(jié)合湖南凱天環(huán)?？萍脊煞萦邢薰驹陔娮訌U棄物處理方面的工作，分析廢舊冰箱的主要結(jié)構(gòu)特點和物料組成，并簡要闡述廢舊冰箱無害化再生的關(guān)鍵技術(shù)。

1 廢舊冰箱的結(jié)構(gòu)與組成

1.1 廢舊冰箱的結(jié)構(gòu)特點

冰箱的主體結(jié)構(gòu)包括4部分：箱體、制冷系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)和附件[2]。圖1是典型的冰箱結(jié)構(gòu)示意圖。

箱體主要是由箱體外側(cè)板、面板、內(nèi)膽、外部鋼板和內(nèi)膽之間填充的絕熱硬泡保溫材料（內(nèi)含發(fā)泡劑）、門板、手把和門內(nèi)膽組成；制冷系統(tǒng)的主要組成有壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器和毛細管等，整個系統(tǒng)用管道連接，內(nèi)充制冷劑（制冷劑大多采用氟利昂）形成一個封閉的循環(huán)系統(tǒng)；電氣控制系統(tǒng)主要由溫度控制器、啟動繼電器、過載保護繼電器、啟動運行電容等控制元件，以及各種加熱器、照明燈、開關(guān)和風扇電機電路控制系統(tǒng)組成；附件包括擱架、制冰盒、果菜盒、接水盤、蒸發(fā)盤和鏟霜刮刀等。

1.2 廢舊冰箱的材料組成

作者簡介：周益輝（1983-），男，湖南婁底人，碩士，環(huán)保工程師，主要從事固廢處理技術(shù)的開發(fā)。

了解冰箱零部件材料的組成和比例，有利于廢舊冰箱的拆卸、材料分類和回收處理。冰箱的主要組成材料有：鐵、銅、鋁及其合金，塑料、發(fā)泡劑、電路板及其他材料，如表1所示[3]。

表1 廢舊冰箱的材料組成、比例及來源

廢舊冰箱中含有一半以上的金屬材料，包括鐵、銅、鋁及其合金等；還含有大量的熱塑性塑料，主要包括聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、ABS、聚氨酯等，其中聚氨酯材料中含有大量的發(fā)泡劑；氟利昂作為制冷劑以氣體形式存在，處理廢舊冰箱時需要妥善處理；印刷電路板是廢舊冰箱的核心部件，其中含有大量可回收的金屬和塑料等非金屬物質(zhì)，具有很高的回收利用價值。廢棄電路板含有的金屬分為兩大類，（1）基本金屬:如鋁、銅、鐵、鎳、鉛、錫等；（2）貴金屬和稀有金屬：如金、銀、鉑、鈀等。一般而言，廢棄電路板中基本金屬含量高，貴金屬和稀有金屬含量低。然而廢棄電路板還含有鉛、汞、鎘等重金屬和溴化阻燃劑等有毒有害物質(zhì)，如果處理不當，會對大氣、土壤和地下水造成嚴重污染，對人類健康造成巨大危害。

2 廢舊冰箱的無害化再生處理關(guān)鍵技術(shù)研究

湖南凱天環(huán)保科技股份有限公司通過多年來與歐美多家知名環(huán)保企業(yè)合作，專業(yè)技術(shù)和工程設(shè)計能力已經(jīng)達到國際先進水平，尤其在電子廢棄物的回收處理方面，已經(jīng)成功開發(fā)并建立了多條廢舊冰箱的專業(yè)生產(chǎn)線。廢舊冰箱經(jīng)過專業(yè)的機械拆解生產(chǎn)線處理后形成了有價資源，再經(jīng)過后續(xù)的無害化處理和深加工處理，生產(chǎn)出大量的高價值的金屬、非金屬循環(huán)再造產(chǎn)品。以下簡要介紹廢舊冰箱的無害化再生關(guān)鍵技術(shù)。

考慮到我國富余勞動力較多、勞動力成本低廉的情況，且為了提供更多的就業(yè)機會，降低設(shè)備投資，制定出符合我國基本國情的廢舊冰箱回收工藝標準，其基本路線應(yīng)當是經(jīng)濟、高效實用、環(huán)保、高回收率、高再生利用率、低成本以及高附加值等。處理技術(shù)方案是“手工拆解+專用工具+特殊處理設(shè)備”，工藝流程如圖2所示。

廢舊冰箱的無害化再生處理主要有以下幾個關(guān)鍵點：一是壓縮機中氟利昂的回收處理；二是箱體中硬泡保溫材料的無害化與資源化處理；三是廢棄電路板的處理。

2.1 壓縮機中氟利昂的回收處理

氟利昂屬于鹵代烴化合物，具有無毒、不燃、無味、化學(xué)性能穩(wěn)定、價格便宜等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于制冷設(shè)備，給人類帶來了方便。然而，氟利昂對大氣臭氧層具有強烈的破壞作用，若排入大氣勢必造成紫外線向地面輻射嚴重，造成溫室效應(yīng)。氟利昂在紫外光的作用下會發(fā)生以下反應(yīng)[4]：

由此可知，Cl不斷與大氣的臭氧發(fā)生反應(yīng)，充當催化劑的作用，源源不斷地再生，消耗大量的臭氧，造成臭氧空洞，給地球生態(tài)造成嚴重危害。

考慮到氟利昂是一種極易揮發(fā)的液體，采用冷凝的方法用專業(yè)設(shè)備進行回收，如圖3所示。壓縮機中制冷劑的回收是屬于高濃度回收范圍，由于冰箱在使用過程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，可能含有雜質(zhì)氣體（如CO，CO2，H2，HCl，甲烷、乙烷、乙炔等）、水分、雜質(zhì)（油的結(jié)焦物、金屬鹽等）、潤滑油及其氧化而形成的酸化物，所以制冷劑回收過程中一定要進行凈化處理，尤其對分離生成的氯化物（冷凍油、空氣、水分）分別進行凈化，就可以達到再生凈化制冷劑的目的。通常在制冷劑氣態(tài)的時候通過多級過濾、干燥吸附、加熱再生的工藝手段保證制冷劑的純度。

2.2 箱體中硬泡保溫材料的無害化與資源化處理

硬泡保溫材料具有優(yōu)越的絕熱性能和機械性能，容易與板材粘結(jié)，廣泛應(yīng)用于冰箱、冰柜等諸方面的絕熱保溫。硬泡保溫材料中含有15%～20%的發(fā)泡劑氟利昂（CFC-11）[5]，廢舊冰箱冰柜拆解處理后產(chǎn)生的大量硬泡保溫材料的處置將是我國近期不可回避的環(huán)境問題。

箱體中硬泡保溫材料經(jīng)過專門的處理工藝后，實現(xiàn)無害化處理處置；然后采用表面改性技術(shù)和常溫固化技術(shù)，將硬泡保溫材料制造成復(fù)合型增強保溫型材，從而實現(xiàn)低碳環(huán)保與資源再利用，具有巨大的環(huán)保效益和經(jīng)濟效益。

2.3 廢棄電路板回收處理技術(shù)

廢棄電路板含有大量的普通金屬、貴金屬、有機樹脂、玻璃纖維等有價資源，對其回收具有巨大的經(jīng)濟效益；由于其中含有大量的有毒有害物質(zhì)，若不對其進行處理而直接填埋或者采用不當?shù)墓に嚰夹g(shù)和設(shè)備處理，將給人類健康和生態(tài)環(huán)境造成嚴重危害。

廢棄電路板的處理首先是采用剪切式破碎，實現(xiàn)粗碎的目的，然后再進行細碎，經(jīng)過磁選除鐵、分級分選得到金屬粉末和非金屬粉末，如圖4所示。得到的金屬粉末可直接作為產(chǎn)品銷售，也可根據(jù)市場需求進行深加工處理，實現(xiàn)金屬的提純提煉；非金屬粉末可作為添加劑應(yīng)用于瀝青等產(chǎn)品，也可以制造成型材，實現(xiàn)資源的循環(huán)利用。

3 結(jié)語

廢舊冰箱的無害化再生處理是資源環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域的熱點。通過對廢舊冰箱的結(jié)構(gòu)特點和材料組成的了解，研發(fā)出無害化處理廢舊冰箱的關(guān)鍵技術(shù)，充分利用了資源，對促進環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。

[1]王 震，馬鴻發(fā).上海市電子廢棄物產(chǎn)生量及管理對策初探[J].再生資源研究，2003(3):16-18.

[2]王建華，張海軍.新飛電冰箱院里與維修[M].北京:人民郵電出版社，2000.

[3]趙先美.家用電冰箱、空調(diào)器可回收技術(shù)及設(shè)計[J].制冷，2003，22(3):31-35.

[4]Ashforda P，Clodicb D，McCullochc A，et a1.Emission profiles from the foam and refrigeration sectors comparison with atmospheric concentrations[J].International Journal of Refrigeration.27(2004):701-716.

[5]Stratford D J.Estimating CFC releases from cutting of fridges [R].Scottish:Scoaish Environment Protection Agency，2002: 1-27.

Abstract:The recycling process and key technology for recycling of waste fridges were introduced in this paper.The structure characteristics and material composition of waste fridges were presented,and the key technologies for dismantling overall waste fridge and special sections were discussed.

Keywords:waste fridges;key technology;recycling

Key technology for harmless recycling of waste fridges

ZHOU Yihui,ZENG Yifu,YE Mingqiang
（Hunan Kaitian Environmental Technology Co.,Ltd,Changsha 410100,China）

X705

A

1674-0912（2011）01-0038-04

2010－10－26）