廢棄電器電子產(chǎn)品回收處理項(xiàng)目建設(shè)的若干要點(diǎn)

陳利，楊敬增，丁濤

（中國電子工程設(shè)計(jì)院，北京 100840）

1 廢棄電器電子產(chǎn)品概況

1.1 電子工業(yè)的發(fā)展及廢棄物增長

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人民生活水平逐步提高，家用電器的普及率逐年增大。任何一種電子電器產(chǎn)品都將最終被廢棄而面臨處理處置問題，隨著環(huán)保法規(guī)的逐步完善，人們環(huán)境意識的逐漸增強(qiáng)，廢舊家電合理管理問題越來越引起人們的廣泛重視。目前，我國已成為世界家電生產(chǎn)及消費(fèi)大國，各種家電大量進(jìn)入千家萬戶，其社會(huì)保有量持續(xù)增加。據(jù)統(tǒng)計(jì),中國家電業(yè)目前已是超過6 000億元市場規(guī)模的成熟產(chǎn)業(yè)，國際通用的家電使用年限如表1。

表1 國際通用的家電使用年限

據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，老舊家電能耗比新家電高20％～30％。使用8年以上的家用電器，不但耗電而且存在眾多安全隱患。實(shí)際上家用電器的使用壽命為：電視30 000 h，冰箱10年，洗衣機(jī)8～9年。目前我國正處于電子電器產(chǎn)品大量更新?lián)Q代及大批量生產(chǎn)階段。

自20世紀(jì)80年代末期，中國家用電器逐步普及，生產(chǎn)量持續(xù)增加，廢棄量也在逐年遞增。據(jù)商務(wù)部統(tǒng)計(jì)：僅從2009年9月—2010年2月底，家電“以舊換新”試點(diǎn)的7省2市，總計(jì)回收“四機(jī)一腦”達(dá)800萬臺(tái)。此外，每年還有大量的手機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、打印機(jī)等電子產(chǎn)品報(bào)廢淘汰。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多的技術(shù)尖端的、性能更好的、功能更全的電子產(chǎn)品被使用，幾乎涉及人們生活的各個(gè)方面。同時(shí)也導(dǎo)致廢舊電子產(chǎn)品數(shù)量的急速增長[1]。

1.2 廢棄電器電子產(chǎn)品對環(huán)境的影響

廢棄電器電子產(chǎn)品制造材料成分復(fù)雜，含有鉛、鉻、鎘、汞等多種重金屬和有毒有害物質(zhì)，如果不經(jīng)過科學(xué)的拆解和回收處理，不僅會(huì)污染土壤、地下水和大氣環(huán)境，還會(huì)直接或間接地危害人體健康。電冰箱和空調(diào)器的制冷劑氯氟烴（CFCs）和保溫層中的發(fā)泡劑氫氯氟烴（HCFCs）都屬于損耗臭氧層物質(zhì)（ODS），隨意丟棄廢舊冰箱（包括冰柜和商用冷凍機(jī)）和空調(diào)器中的制冷劑及保溫材料會(huì)直接破壞大氣臭氧層[2，3]。

廢棄電器電子產(chǎn)品殼體等塑料對環(huán)境的污染不應(yīng)被忽視。據(jù)估算，電腦和電視機(jī)中塑料的平均質(zhì)量比例約為23％～25％。這些塑料中聚氯乙烯（PVC）約占26％。PVC中的一些有毒添加劑和增塑劑，可能滲出或氣化，部分添加劑會(huì)干擾生物內(nèi)分泌，增加致癌風(fēng)險(xiǎn)，一旦燃燒將產(chǎn)生二惡英和呋喃，具有極強(qiáng)的毒性和致癌性，目前在很多領(lǐng)域不再用PVC作為原料，使用其他聚合材料代替PVC，如PE，PP，PU，ABS等。大多數(shù)聚合物的阻燃性遠(yuǎn)低于PVC，為此，通常向塑料配方中加入阻燃劑，一般是含溴元素的有機(jī)化合物，如聚溴化二苯醚（PBDE）和聚溴聯(lián)苯（PBB），這類阻燃劑會(huì)引起人體內(nèi)分泌的干擾，誘發(fā)神經(jīng)系統(tǒng)的損害，還有可能增加消化及淋巴系統(tǒng)致癌的危險(xiǎn)[4]。最近的研究發(fā)現(xiàn)，人類乳汁中聚溴化二苯醚（PBDE）的含量每5年增加1倍。

1.3 資源緊缺與變廢為寶

我國出口大國的地位，使得機(jī)電產(chǎn)品出口量巨大，大量的資源特別是有色金屬和鋼鐵隨著產(chǎn)品流向國外。自2004年以來，鋼材產(chǎn)品出廠價(jià)格持續(xù)上漲，銅、鋁等有色金屬出廠價(jià)格漲幅較高，給一向以低價(jià)拼搶市場的中國家電企業(yè)帶來一個(gè)很大的難題。目前，冰箱原材料上漲了29.5％，空調(diào)原材料上漲了32％，家電行業(yè)的生產(chǎn)成本大幅上升。在下游家電產(chǎn)品供大于求的情況下，企業(yè)只能壓縮利潤空間，而難以通過相應(yīng)幅度提價(jià)的方式化解原材料漲價(jià)的壓力，中國家電企業(yè)進(jìn)入高成本、低利潤困境中。在資源相對缺乏的情況下，采用國際上通行的循環(huán)經(jīng)濟(jì)準(zhǔn)則，根據(jù)資源輸入減量化，延長產(chǎn)品和服務(wù)使用壽命，利用廢棄物成為再生資源等3個(gè)原則，把經(jīng)濟(jì)活動(dòng)組織成“資源—產(chǎn)品—再生資源—再生產(chǎn)品”的循環(huán)流動(dòng)過程，是家電行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的綠色之路。

2 廢棄電子產(chǎn)品處理建設(shè)項(xiàng)目的投資與規(guī)模

2.1 基本規(guī)模

建設(shè)廢棄電子產(chǎn)品處理項(xiàng)目涉及工藝方案、建設(shè)內(nèi)容、占地面積、建筑面積等多項(xiàng)工程設(shè)計(jì)要素。對此，中國電子工程設(shè)計(jì)院循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究所結(jié)合制訂相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，在國內(nèi)外進(jìn)行了大量調(diào)查、研究，分析大量的廢棄電器電子產(chǎn)品處理企業(yè)規(guī)模情況，認(rèn)為現(xiàn)階段一般廢棄電器電子產(chǎn)品處理企業(yè)的處理規(guī)模在2萬t（約合整機(jī)60～70萬臺(tái)/年）左右為宜。根據(jù)《廢棄電器電子產(chǎn)品回收處理管理?xiàng)l例》第五條“國家對廢棄電器電子產(chǎn)品實(shí)行多渠道回收和集中處理制度”的精神。今后的處理企業(yè)將走向更加規(guī)?；缆?，當(dāng)然這需要有一個(gè)過程。

2.2 處理能力與占地面積

推薦國內(nèi)新建處理企業(yè)的處理能力和占地面積的關(guān)系，見表2。

表2 不同類型的工程項(xiàng)目總用地面積

3 廢棄電器電子產(chǎn)品處理中的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)

3.1 冰箱處理

3.1.1 氯氟烴（CFCs）、氫氯氟烴（HCFCs）、氫氟烴（HFCs）的危害

在距地面20～30 km的平流層，存在著臭氧層，其中臭氧的含量占這一高度空氣總量的十萬分之一。臭氧層的臭氧含量雖然極其微少，卻具有非常強(qiáng)烈的吸收紫外線功能，可以吸收太陽光紫外線中對生物有害的部分（UV－B）。由于臭氧層有效地?fù)踝×藖碜蕴栕贤饩€的侵襲，才使得人類和地球上各種生命能夠存在、繁衍和發(fā)展。臭氧層中臭氧含量的減少等于在屋頂上開了天窗，導(dǎo)致太陽對地球紫外線輻射增強(qiáng)。大量紫外光照射進(jìn)來，嚴(yán)重?fù)p害動(dòng)植物的基本結(jié)構(gòu)，降低生物產(chǎn)量，使氣候和生態(tài)環(huán)境發(fā)生變異，特別是對人類健康造成重大損害。美國科學(xué)家指出，北美洲上空平流層臭氧含量在最近5年內(nèi)減少了約百萬分之一，皮膚癌癥患者就多達(dá)50萬人。紫外輻射增強(qiáng)，將打亂生態(tài)系統(tǒng)中復(fù)雜的食物鏈，導(dǎo)致一些主要生物物種滅絕。大量紫外線輻射還可能降低海洋生物的繁殖能力，擾亂昆蟲的交配習(xí)慣，并能毀壞植物，特別是農(nóng)作物，使地球的農(nóng)作物減產(chǎn)2/3，導(dǎo)致糧食危機(jī)[5]。

3.1.2 冰箱中CFC含量

冰箱中有兩處含CFCs，分別存在于制冷系統(tǒng)和絕熱層內(nèi)，后者的CFCs是作為聚氨酯的發(fā)泡劑使用的。表3是瑞士白色家電處理體系SENS的技術(shù)負(fù)責(zé)人Erhard Hug博士領(lǐng)導(dǎo)的小組通過實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)。

表3 冰箱含CFC數(shù)據(jù)表g

從表3可以看出，冰箱絕緣層含CFCs的量超過冰箱制冷系統(tǒng)含量的2倍，如果只對冰箱制冷系統(tǒng)CFCs進(jìn)行收集、處理，實(shí)際上只完成冰箱所含CFCs三分之一的收集處理，因此對冰箱絕緣層進(jìn)行處理是非常必要的。處理絕緣層不僅設(shè)備復(fù)雜，投資大，而且所回收的物質(zhì)價(jià)值不高，需要相關(guān)的處理補(bǔ)貼。

3.1.3 冰箱絕緣層典型處理過程

廢棄冰箱經(jīng)輸送帶運(yùn)到拆解線進(jìn)行拆解，將冰箱內(nèi)的存儲(chǔ)盒、隔板、密封條等拆除，按材質(zhì)分別存放。圖1為冰箱絕緣層典型處理過程，通過CFC回收機(jī)將廢棄冰箱中的油和冷卻回路中CFC同時(shí)抽取出來，并迅速進(jìn)行氣態(tài)、液態(tài)物質(zhì)分離（油/CFC）。為避免破碎隔熱層的發(fā)泡材料時(shí)溢散出CFC氣體，破碎需在封閉式的負(fù)壓處理設(shè)備中操作。廢冰箱殼體通過提升機(jī)送至粉碎機(jī)進(jìn)料口，一級破碎機(jī)將冰箱殼體等破碎成大塊，二級破碎機(jī)將大塊進(jìn)行破碎。破碎料通過振動(dòng)輸送機(jī)送到電磁分選機(jī)將破碎料中鋼鐵去除。三級破碎機(jī)進(jìn)一步破碎，使聚胺脂發(fā)泡材料內(nèi)氟利昂氣體從發(fā)泡材料中更多地排出。三級破碎后，再經(jīng)過渦流分選機(jī)將金屬和非金屬分開。金屬顆粒再通過旋流器分選物料，分出銅和鋁。聚胺脂的顆粒經(jīng)過壓塊機(jī)壓制成所需的塊，便于運(yùn)輸和再利用。經(jīng)處理后聚胺脂發(fā)泡材料中的CFC-R11殘留量＜0.2％/kg，這是目前歐盟標(biāo)準(zhǔn)中對CFC回收的要求值。雖然我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中還未對冰箱絕緣層處理后所含CFCs的殘余量作明確數(shù)值規(guī)定，但隨著廢棄電器電子產(chǎn)品處理補(bǔ)貼的逐步落實(shí)，這一數(shù)值規(guī)定會(huì)出臺(tái)，因此在建新的廢棄冰箱處理項(xiàng)目時(shí)，一定要切實(shí)做完整的、真正的、全過程的處理。

圖1 冰箱絕緣層典型處理過程

3.2 廢棄陰極射線管（CRT）處理

3.2.1 陰極射線管（CRT）組成及危害

陰極射線管保證了電視機(jī)和顯示器的視覺效果，是必不可缺的顯示器件。屏玻璃由鋇鍶玻璃構(gòu)成，內(nèi)表面涂有熒光粉，錐玻璃由含鉛玻璃組成，通過含鉛玻璃焊料（低熔點(diǎn)玻璃粉含鉛75％左右）將三部分封接在一起。為防止X射線的輻射，陰極射線管在制造配方中加入一定比例的氧化鉛。鉛金屬如果被人體吸收，會(huì)造成對神經(jīng)系統(tǒng)、血液系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、骨骼系統(tǒng)等方面的多種終生性危害。玻璃中的鉛在酸雨作用下會(huì)滲入地下水，不但毒害動(dòng)植物和微生物，還會(huì)進(jìn)入人類生物鏈。目前在我國很多廢舊電器電子產(chǎn)品的集散地仍在丟棄廢顯像管、顯示器，如仍延續(xù)將會(huì)對環(huán)境造成很大破壞[6]。

3.2.2 處理廢陰極射線管（CRT）存在問題

目前國內(nèi)基本上采用熱應(yīng)力（熱爆帶）處理方式處理廢陰極射線管（CRT），可以實(shí)現(xiàn)不含鉛的屏玻璃與含鉛的錐玻璃分離。但含鉛的錐玻璃如何處置成為現(xiàn)在國內(nèi)各處理企業(yè)的難題。發(fā)達(dá)國家已在研究實(shí)施含鉛錐玻璃及混合玻璃碎片（錐和屏玻璃的混合物）可作為助熔劑用于陶瓷工業(yè)，也可用作冶煉造渣劑。也有將錐玻璃及混合的玻璃碎片送到專門的冶煉廠提煉鉛，再將剩余的不含鉛的碎玻璃做填充材料，以減少廢陰極射線管處理不當(dāng)，造成對環(huán)境的影響。中國電子工程設(shè)計(jì)院和國內(nèi)煉鉛企業(yè)對做造渣劑的研究已有一定進(jìn)展。

3.3 廢棄印制電路板（PCB）處理

3.3.1 印制電路板（PCB）組成及危害

印制電路板（Printed Circuit Board-PCB）是各種電子電器產(chǎn)品的核心部件，在計(jì)算機(jī)、手機(jī)等產(chǎn)品中更是占據(jù)主導(dǎo)地位。一方面，廢棄PCB含有大量可回收的貴金屬、有色金屬、黑色金屬、塑料、樹脂等。另一方面，廢棄PCB中含有害的重金屬（如鉛、汞、六價(jià)鉻、鎘等）和含溴阻燃劑等有害物質(zhì)[7，8]，處理不當(dāng)可對水、大氣、土壤等環(huán)境造成長期潛在且不可恢復(fù)性危害。表4示出廢PCB及主要元器件有害物質(zhì)情況。

表4 廢印制電路板及主要元器件含有害物質(zhì)

表4并沒有完全地列出所有的元件，因?yàn)閹缀跞魏坞娮踊螂娖髟伎梢园惭b在印制電路板上。因此，對廢棄PCB進(jìn)行高效處置，不僅可以回收大量有價(jià)資源，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用，而且降低對環(huán)境和生態(tài)的破壞，保護(hù)環(huán)境。

3.3.2 廢棄印制電路板處理中問題

目前常用的PCB處理方法有：機(jī)械處理、化學(xué)處理、冶煉焚燒處理等方法?？紤]價(jià)值的因素，對金屬的回收再利用已成為廢PCB處理的重點(diǎn)，對其中的高分子熱固性材料的再利用相對較少。

機(jī)械處理方法在國內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用。在第一次破碎為較大塊后用磁選機(jī)去除黑色金屬；剩余的部分進(jìn)一步破碎成顆粒?？梢允莾纱纹扑?，也可以采用三次破碎，通過再次磁選去除黑色金屬,再通過渦流、振動(dòng)、靜電等多臺(tái)分選機(jī)進(jìn)行分離，從而得到各種單一的原材料。由于水力搖床設(shè)備簡單易操作，投資少，在南方各省作為分選設(shè)備應(yīng)用較多。在提取銅后的PCB廢渣中，殘余銅含量問題（歐盟規(guī)定為1％）應(yīng)須特別注意，否則會(huì)對環(huán)境造成二次污染。合格廢渣主要為玻璃布和環(huán)氧樹脂粉，可用于塑木、托盤和室外座椅欄桿等。如果含有重金屬銅，會(huì)對將來這些產(chǎn)品報(bào)廢時(shí)處理帶來困難。

化學(xué)法處理廢印制電路板采用專用剝離和電解回收設(shè)備，提取貴重金屬?；驹硎抢脧U印制電路板當(dāng)中的絕大多數(shù)貴金屬（包括金等貴金屬和其他稀貴金屬）能在硝酸、王水或特定的溶液等強(qiáng)氧化性介質(zhì)中溶解而進(jìn)入液相的特性，使絕大部分貴金屬進(jìn)入液相而與電路板當(dāng)中的其他物質(zhì)材料分離，再從液相中分別回收金等貴金屬和其他稀貴金屬?；瘜W(xué)處理方法會(huì)產(chǎn)生廢液、廢水，處理費(fèi)用高，規(guī)模不夠時(shí)，無法維持整個(gè)運(yùn)行。

焚燒方法處理PCB時(shí)，防止二惡英產(chǎn)生是關(guān)鍵問題。二惡英的毒性是沙淋的2倍，氰化鉀的1 000倍，為目前毒性最強(qiáng)的劇毒物。即使在很微量的情況下，長期攝取便可引起癌癥等癥狀，國際癌癥研究中心已將它列為人類一級致癌物。含氯的高分子化合物如聚氯乙烯等在適宜溫度并在氯化鐵、氯化銅的催化作用下與O2，HCl反應(yīng)，通過重排、自由基縮合、脫氯等過程生成二惡英。二惡英在高溫下大部分會(huì)分解，如爐溫高于800℃、且煙氣在爐內(nèi)停留時(shí)間大于2 s時(shí)，約99.9％的二惡英會(huì)分解。被高溫分解的二惡英在煙氣中的氯化鐵、氯化銅等催化作用下與煙氣中的HCl在200～500℃范圍內(nèi)又會(huì)重新組合生成二惡英類。因此，采用焚燒方法處理PCB時(shí)必須嚴(yán)格遵守規(guī)定的焚燒爐溫度和煙氣在爐內(nèi)停留時(shí)間，同時(shí)嚴(yán)格控制銅、氯的含量，最大限度地減少二惡英產(chǎn)生。電子元器件越來越小型化是一種不斷發(fā)展的趨勢，它們含有更少量的貴金屬和其他金屬，因而可回收的部件量將不斷減少。廢棄印制電路板處理發(fā)展趨向是將印制電路板直接送去熔煉廠冶煉，可以解決非金屬顆粒處置的問題，但必須特別重視冶煉焚燒處理時(shí)產(chǎn)生二惡英問題。

4 結(jié)論

（1）需要結(jié)合地方和企業(yè)具體情況，對于項(xiàng)目進(jìn)行精心規(guī)劃和可行性分析，制定合理的產(chǎn)業(yè)規(guī)模和處理量。

（2）應(yīng)將廢棄物資源高效率再生利用作為處理基地建設(shè)的重點(diǎn)。這就需要精心規(guī)劃和設(shè)計(jì)項(xiàng)目的技術(shù)流程和工藝方法，特別是對于冰箱、CRT和PCB等部件進(jìn)行合理無害化處理和再利用。

（3）需要對于處理對象組成、理化特性和原料組分進(jìn)行深入了解，為處理后生產(chǎn)的原材料尋找適當(dāng)?shù)膽?yīng)用場合，真正做到變廢為寶，物盡其用。

[1] 孔令峰.推進(jìn)家電企業(yè)實(shí)施循環(huán)經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略研究[J].理論導(dǎo)刊，2010(7)：90-91.

[2] 梁波，王景偉，徐金球.我國電子廢棄物資源化研究[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2007(1)：47～49.

[3] 張燕，趙長民.電子廢棄物的資源化利用[J].河南科技，2011(2)：77-78.

[4] 周莉萍，劉志峰.廢舊家電中塑料的回收利用及其關(guān)鍵技術(shù)研究[J].家電科技，2006(2)：58～60.

[5] 周益輝，曾毅夫，葉明強(qiáng).廢舊冰箱無害化再生處理的關(guān)鍵技術(shù)[J].再生資源與循環(huán)經(jīng)濟(jì)，2011(1)：38～40.

[6] Jang Y C，Townsend T G.Environ Sci Technol[J].2003，37(20)：448.

[7] 吳歡，周恭明，劉啟明，等.我國廢棄電子線路板資源化再生利用技術(shù)現(xiàn)狀與展望[J].再生資源與循環(huán)經(jīng)濟(jì)，2009(10)：34～36.

[8] 吳國清，張宗科.廢棄線路板綠色回收處理及再利用研究進(jìn)展[J].新材料產(chǎn)業(yè)，2009(11)：40～42..