廢棄電器電子產(chǎn)品中的稀貴金屬回收利用

文 / 中國(guó)物資再生協(xié)會(huì) 于可利

廢棄電器電子產(chǎn)品中的稀貴金屬回收利用

Recycling of rare metals in waste electrical and electronic products

文 / 中國(guó)物資再生協(xié)會(huì) 于可利

廢棄電器電子產(chǎn)品中含有大量的稀貴金屬。由于稀貴金屬資源化價(jià)值高、回收利用過(guò)程中的潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)大，因此稀貴金屬的回收利用是實(shí)現(xiàn)廢棄電器電子產(chǎn)品環(huán)境無(wú)害化和高值化利用的核心和關(guān)鍵。本文在對(duì)我國(guó)廢棄電器電子產(chǎn)品中的稀貴金屬資源化潛力進(jìn)行估算的基礎(chǔ)上，針對(duì)目前我國(guó)廢棄電器電子產(chǎn)品回收利用企業(yè)在稀貴金屬回收利用上存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，并從政策管理、產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及技術(shù)研發(fā)等角度給出了相應(yīng)的建議。

一、前言

稀貴金屬是稀有金屬和貴金屬的統(tǒng)稱。貴金屬一般包括金、銀及鉑族金屬（包括鉑、鈀、鍶、鋨、銠和釕等）。稀有金屬則指在自然界中含量較少或分布稀散的金屬，包括稀有輕金屬（鋰、銣、銫、鈹）、稀有難熔金屬（鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭、鉬、鎢）、稀有分散金屬（鎵、銦、鉈、鍺、錸、硒、碲）和稀有稀土金屬（鈧、釔及鑭系元素）等。

稀貴金屬元素由于有優(yōu)良的物理化學(xué)性能（如：高溫抗氧化性和抗腐蝕性）、電學(xué)性能（優(yōu)良的導(dǎo)電性、高溫?zé)犭娦阅芎头€(wěn)定的電阻溫度系數(shù)等）、高的催化活性、強(qiáng)配位能力等，在現(xiàn)代工業(yè)中用途非常廣泛，其應(yīng)用有“少、小、精、廣”的特點(diǎn)，因而被稱為現(xiàn)代“工業(yè)的維他命”。

表1 電器電子產(chǎn)品中含有稀貴金屬的部件

目前，稀貴金屬主要應(yīng)用于日用品制造如首飾、銀鏡、鍍金瓷器以及電子電器產(chǎn)品元器件制造如各種含金、銀、鉑、鉭等的無(wú)線電元件等，此外在工業(yè)生產(chǎn)中使用的催化劑、電極、熱電偶、電鍍液等也含有不同種類和數(shù)量的稀貴金屬。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，世界各國(guó)對(duì)稀貴金屬材料的需求不斷擴(kuò)大，現(xiàn)有稀貴金屬材料供給無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)的需求。有數(shù)據(jù)顯示，全世界稀貴金屬已探明的靜態(tài)可采儲(chǔ)量可開采年限分別是：金18年、銀16年、銦10年、鈦95年、鎢64年、鉬42年、鍺40年、銻24年。以金屬銦為例，目前全球每年銦的消費(fèi)量超過(guò)了1400噸，而已探明銦的全球總儲(chǔ)量不足16000噸，難以支撐未來(lái)不斷擴(kuò)大的銦需求，單靠開采原礦是不可持續(xù)的，而對(duì)稀貴金屬材料的循環(huán)利用是突破稀有資源瓶頸的唯一途徑。

電器電子產(chǎn)品制造是稀貴金屬最重要的用途之一。由于稀貴金屬及其合金具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、柔韌性和高強(qiáng)度性，被廣泛應(yīng)用于家電、手機(jī)、智能設(shè)備等的制造中，電器電子產(chǎn)品中含有稀貴金屬的部件總結(jié)如下表1所示。

發(fā)達(dá)國(guó)家中，日本對(duì)廢棄電器電子中稀貴金屬的回收利用方面十分重視，具有較高的水平。2008年，日本國(guó)家材料研究院Kohmei Harada博士的研究表明，日本已使用的電子產(chǎn)品中包含6800噸的金（占全球總儲(chǔ)量的16%），銀占總儲(chǔ)量的22%，銦占61%，錫11%，其他材料占5%。如果有企業(yè)可以研制出低成本的可行提取技術(shù)，那么通過(guò)“城市礦產(chǎn)”開發(fā)，日本完全可以成為全球最大的貴金屬及稀土供應(yīng)國(guó)。日本政府由此提出，日本將通過(guò)“城市礦山”開發(fā)戰(zhàn)略，建設(shè)“資源型大國(guó)”，并提出“每年回收3億部舊手機(jī)”等措施，促進(jìn)實(shí)施此項(xiàng)戰(zhàn)略。

2009年初，日本政府出資7000億日元支持“城市礦山”開發(fā)，選定秋田縣大綰市、福岡縣大牟田市、茨城縣日立市作為小型消費(fèi)家電、電器電子回收再利用和稀有（貴）金屬可再生資源提煉循環(huán)再利用試點(diǎn)地區(qū)。日本于2013年4月1日開始施行《廢舊小型電子產(chǎn)品等再資源化促進(jìn)法》，對(duì)廢舊小型電子產(chǎn)品中使用的金屬等有用資源進(jìn)行回收利用。

橫濱金屬公司是一家重金屬冶煉企業(yè)，應(yīng)用熔煉、電解及化學(xué)提取等金屬冶煉技術(shù)，7年來(lái)處理了大約900噸報(bào)廢手機(jī)，從中回收了金、銀、銅、鈀等多種貴重金屬，獲得相當(dāng)可觀的經(jīng)濟(jì)效益；同時(shí)，日本在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造階段就考慮如何進(jìn)行資源回收，使稀貴金屬材料回收成本大幅降低，回收再利用率顯著提高。

二、廢棄電器電子產(chǎn)品中的稀貴金屬回收利用潛力估算

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活水平的提高，各類儀器儀表、電子設(shè)備、電子元器件和家用電器等淘汰率迅速提高，特別是廢棄電器電子產(chǎn)品產(chǎn)生量逐年增加，其中的稀貴金屬回收利用資源化潛力巨大。

不同廢棄電器電子產(chǎn)品中的稀貴金屬含量差別很大，如在大型報(bào)廢家電中，電視機(jī)及計(jì)算機(jī)主機(jī)中的貴金屬含量較高，而冰箱及空調(diào)器中的含量較低；報(bào)廢手機(jī)中的貴金屬含量較高，而鋰電池中的鈷和鋰分布較為集中，典型廢棄電器電子產(chǎn)品中的部分稀貴金屬的含量如下表2所示。

表2 典型廢棄電器電子產(chǎn)品中的稀貴金屬含量（質(zhì)量百分含量：%）

以2014年為例，我國(guó)廢棄電器電子產(chǎn)品回收處理企業(yè)共處理CRT電視機(jī)121.7萬(wàn)噸，微型計(jì)算機(jī)12.14萬(wàn)噸，其中計(jì)算機(jī)主機(jī)約占7.28萬(wàn)噸，CRT顯示器4.86萬(wàn)噸。在廢手機(jī)、廢鋰電池和液晶顯示器產(chǎn)生量方面，目前缺乏較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。據(jù)清華大學(xué)估算，我國(guó)2014年產(chǎn)生的報(bào)廢手機(jī)可達(dá)2.98億部，約合3.1萬(wàn)噸；近年來(lái)我國(guó)每年大約產(chǎn)生8萬(wàn)噸左右的廢鋰離子電池；而上海第二工業(yè)大學(xué)等進(jìn)行的估算表明，我國(guó)2014年LCD廢棄量達(dá)2749.1萬(wàn)臺(tái)，約合13.8萬(wàn)噸。

表3 2014年我國(guó)廢棄電器電子產(chǎn)品中可回收利用的稀貴金屬總量及價(jià)值

據(jù)此估算，2014年我國(guó)廢棄電器電子產(chǎn)品中可回收利用的稀貴金屬含量如表3所示。

由上表可知，僅在2014年，我國(guó)廢棄電器電子產(chǎn)品中可回收利用的稀貴金屬可達(dá)3708.26噸，價(jià)值約為37.84億元。

三、我國(guó)廢棄電器電子產(chǎn)品中稀貴金屬回收利用存在的問(wèn)題

為促進(jìn)廢棄電器電子產(chǎn)品的有序回收、清潔處理和高效利用，2009年3月我國(guó)正式頒布了《廢棄電器電子產(chǎn)品回收處理管理?xiàng)l例》（簡(jiǎn)稱《條例》），并自2011年施行。此后，一系列目錄及配套政策的陸續(xù)出臺(tái)，有效地建立了我國(guó)電器電子產(chǎn)品生產(chǎn)、消費(fèi)、回收及處理體系，提高了我國(guó)廢棄電器電子產(chǎn)品的回收處理效率，涌現(xiàn)了一批廢棄電器電子產(chǎn)品回收處理骨干企業(yè)。截至2015年，我國(guó)共有109家企業(yè)進(jìn)入廢棄電器電子產(chǎn)品回收處理基金補(bǔ)貼名單，2014年回收處理“四機(jī)一腦”等共約7046萬(wàn)臺(tái)，折合145.8萬(wàn)噸。

處理企業(yè)數(shù)量及處理量的大幅增長(zhǎng)，有力推動(dòng)了我國(guó)廢棄電器電子產(chǎn)品回收處理的進(jìn)步，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益，但是在稀貴金屬回收方面，仍然存在明顯的短板。

一方面，目前的回收處理企業(yè)同質(zhì)化嚴(yán)重，絕大多數(shù)企業(yè)均只是對(duì)報(bào)廢家電等進(jìn)行拆解，而對(duì)于稀貴金屬回收而言，由于稀貴金屬在廢棄電器電子產(chǎn)品中的相對(duì)含量低、難以分離、回收成本高，技術(shù)門檻較高，目前僅有格林美、上海偉翔等少數(shù)企業(yè)可以對(duì)廢棄電器電子產(chǎn)品中的稀貴金屬進(jìn)行回收，大部分企業(yè)并不具備此能力，對(duì)于拆解后產(chǎn)生的含有稀貴金屬的廢電路板及元器件等，一般是交由其它企業(yè)進(jìn)行處理，無(wú)法進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)廢棄電器電子產(chǎn)品的高值化和精深化利用。

另一方面，由于拆解與稀貴金屬回收利用脫軌，深加工環(huán)節(jié)的資源利用效率及環(huán)境保護(hù)難以保障。由于目前國(guó)家對(duì)于廢棄電器電子產(chǎn)品回收處理企業(yè)的監(jiān)管集中在拆解環(huán)節(jié)，而對(duì)于后續(xù)的拆解中間產(chǎn)物的去向并不十分清晰，這就造成了稀貴金屬在拆解與回收利用兩個(gè)環(huán)節(jié)的脫軌，許多含有稀貴金屬的部件可能再次流入到了一些不規(guī)范的企業(yè)進(jìn)行回收利用，其資源利用效率及環(huán)境保護(hù)水平均難以保障。

《廢棄電器電子產(chǎn)品處理目錄（2014年版）》于2015年頒布，并于2016年起開始實(shí)施，新版目錄將手機(jī)包含了進(jìn)來(lái)，由于手機(jī)中含有的稀貴金屬含量較高，且回收利用技術(shù)門檻也較高，因此，稀貴金屬的回收利用問(wèn)題更為緊迫。

四、結(jié)論與建議

廢棄電器電子產(chǎn)品中含有大量的稀貴金屬，其回收利用是實(shí)現(xiàn)廢棄電器電子產(chǎn)品高值化和精深化利用的關(guān)鍵，特別是隨著《廢棄電器電子產(chǎn)品處理目錄（2014年版）》的實(shí)施，促進(jìn)稀貴金屬的回收利用更為關(guān)鍵。

1.建議加強(qiáng)全過(guò)程管理，將稀貴金屬的回收利用納入監(jiān)管體系

建議國(guó)家有關(guān)管理部門進(jìn)一步完善目前有關(guān)廢棄電器電子產(chǎn)品的管理體系，摸清目前廢棄電器電子產(chǎn)品中含有稀貴金屬的元器件流向，并爭(zhēng)取將其最終的回收利用過(guò)程納入到監(jiān)管體系中，進(jìn)一步加強(qiáng)廢棄電器電子產(chǎn)品回收利用的全過(guò)程管理。

2.鼓勵(lì)企業(yè)發(fā)展深度加工，完善廢棄電器電子產(chǎn)品回收利用產(chǎn)業(yè)鏈條

針對(duì)目前廢棄電器電子產(chǎn)品中稀貴金屬回收利用能力不足的問(wèn)題，應(yīng)鼓勵(lì)目前有實(shí)力的企業(yè)（包括但不限于資質(zhì)企業(yè)）研發(fā)、引入稀貴金屬專業(yè)化回收利用生產(chǎn)線，從而完善廢棄電器電子產(chǎn)品回收利用產(chǎn)業(yè)鏈條，引導(dǎo)企業(yè)投資方向多元化，避免同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)。

3.探索手工拆解與濕法回收相結(jié)合的高效回收利用技術(shù)

由于廢棄電器電子產(chǎn)品中的稀貴金屬大多存在于電路板上的元器件、顯示屏或者電池中，且質(zhì)量百分比相對(duì)于鋼鐵、塑料等來(lái)說(shuō)較低，因此，采取整體化破碎的方式不利于稀貴金屬的高效回收利用，因此，建議企業(yè)及相關(guān)科研單位應(yīng)探索手工拆解預(yù)處理的方式，先將含有稀貴金屬的元器件分離出來(lái)。

對(duì)于貴金屬的提取技術(shù)，目前主要有濕法、火法和生物冶金等三大類別，由于生物冶金技術(shù)尚未成熟，還不能大規(guī)模推廣應(yīng)用，而火法冶金能耗較大、有毒有害氣體控制難度高，且容易造成非金屬原材料的浪費(fèi)。因此，建議企業(yè)及相關(guān)科研單位應(yīng)大力探索或引進(jìn)針對(duì)廢棄電器電子產(chǎn)品中稀貴金屬的濕法冶金技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)稀貴金屬的高效回收利用。