電子廢棄物資源化的轉(zhuǎn)化技術(shù)研究

常玉樂(lè)

(浙江申聯(lián)環(huán)保集團(tuán)有限公司，浙江 杭州 311400)

前言

電子廢棄物是一種電子產(chǎn)品達(dá)到“使用壽命”的統(tǒng)稱。21世紀(jì)是電子信息時(shí)代，電子信息產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，居民對(duì)電子信息產(chǎn)品的購(gòu)買力度日益提升，電子產(chǎn)品研究人員對(duì)電子信息產(chǎn)品的研究力度不斷加深，加快電子產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度，電子產(chǎn)品已成為人們現(xiàn)實(shí)生活的必須品。

電子產(chǎn)品廢棄速度越來(lái)越快，產(chǎn)生大量電子廢物，加快電子廢棄物的積累量。危害性與資源性是電子廢物的顯著特點(diǎn)，電子廢物資源化成為電子產(chǎn)業(yè)界以及環(huán)境界的重要關(guān)注點(diǎn)?，F(xiàn)如今，國(guó)內(nèi)外對(duì)電子廢物的研究工作日益深入，并取得一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為我國(guó)電子廢物資源化提供有力的實(shí)踐、經(jīng)驗(yàn)。

一、電子廢物資源化利用的重要性

(一)電子廢物中含有大量的重金屬

在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，電子廢物在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中存在嚴(yán)重的潛在危險(xiǎn)。從電子產(chǎn)品構(gòu)成來(lái)看，其內(nèi)部組成構(gòu)建十分的復(fù)雜，含有大量對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)，一旦電子廢物被隨意丟棄，會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境、人們的生命健康帶來(lái)嚴(yán)重的負(fù)面影響。

例如，電視機(jī)的印刷線路板中含有鉛、汞等重金屬元素，電視機(jī)的顯像管中含有鉛重金屬元素，相關(guān)研究顯示，平均每臺(tái)電視機(jī)中至少含有1.8kg的重金屬鉛；空調(diào)機(jī)、冰箱的壓縮機(jī)中冷凝劑中含有會(huì)對(duì)臭氧層造成破壞的CFCs物質(zhì)；廢舊電腦中含有大量的有毒、有害物質(zhì)。電腦的線路板中含有鎘和鉛等有害元素、電腦CRT顯示器的陰極射線管中含有鎘和氧化鉛等有害元素，電腦的液晶顯示器和開關(guān)中含有汞等有害物質(zhì)。

(二)與可持續(xù)發(fā)展理念相違背

若不對(duì)電子廢棄物做出合理的處理與規(guī)劃，必將對(duì)周圍的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞，與可持續(xù)發(fā)展理念相違背。

然而，從我國(guó)社會(huì)對(duì)電子廢物處理方式來(lái)看，主要運(yùn)用垃圾堆填、丟棄到荒野等途徑對(duì)電子廢棄物進(jìn)行處理，電子廢棄物中所含有的重金屬物質(zhì)必將以滲透液等形式滲透到土壤以及地下水中，對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的威脅。

如果對(duì)這些電子廢棄物進(jìn)行合理處理，將電子廢棄物中的貴金屬提取出來(lái)，實(shí)現(xiàn)電子廢棄物的資源化，不但能夠有效降低電子廢棄物對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境的污染，還能夠有效提升資源的利用率，迎合可持續(xù)發(fā)展理念。由此可見，對(duì)電子廢棄物資源化勢(shì)在必行。

二、電子廢棄物資源化回收工藝分析

回收電子廢棄物中的貴金屬，應(yīng)從“分類與取樣”、“分析與判斷”、“溶解與反應(yīng)”、“分離與提取”、“還原與轉(zhuǎn)化”、“精煉與鑄錠”六個(gè)方面入手。

(一)分類與取樣

從同一電子廢棄物中提出三份質(zhì)量相同的樣品，將其中一份用作檢驗(yàn)與分析，將其他兩份作為備用。在提出樣品時(shí)，應(yīng)確保所提取的樣品具有代表性與普遍性。對(duì)電子廢棄物中的液體進(jìn)行取樣前，應(yīng)對(duì)廢液進(jìn)行搖動(dòng)或者是攪拌，若廢液中所含的沉淀物質(zhì)較多，應(yīng)先對(duì)其進(jìn)行過(guò)濾處理，方可實(shí)施取樣工作。

(二)分析與判斷

對(duì)電子廢棄物的價(jià)值進(jìn)行判斷時(shí)，應(yīng)對(duì)廢棄物中重金屬含量進(jìn)行判斷，貴金屬元素的含量越高說(shuō)明電子廢棄物的價(jià)值也就越高，反之則越低。

(三)溶解與反應(yīng)

對(duì)電子廢棄物進(jìn)行溶解處理十分關(guān)鍵，需要將所提取的廢棄物全部溶解掉，然后將廢棄物中貴金屬?gòu)膹U棄物中分離出來(lái)，達(dá)到回收貴金屬的目的。

(四)分離與提取

在提出電子廢棄物中的貴金屬時(shí)，通常使用萃取法、置換法、電子交換法以及還原沉淀法。

(五)還原與轉(zhuǎn)化

利用溶解劑從電子廢棄物中獲得貴金屬溶解，應(yīng)借助特定還原劑將所獲取的貴金屬溶液還原成原來(lái)的樣子。

(六)精煉與鑄錠

上述貴金屬的回收步驟僅能從電子廢棄物中提取出單個(gè)金屬，且純度相對(duì)較低，通過(guò)對(duì)電子廢棄物進(jìn)一步進(jìn)行精煉與鑄錠能夠提煉出不同純度的貴金屬。

三、電子廢棄物資源化的回收方法

(一)電子廢棄物資源化的傳統(tǒng)方法

縱觀電子廢棄物資源化的轉(zhuǎn)化技術(shù)發(fā)展進(jìn)程，機(jī)械處理法與火法冶金法是對(duì)電子廢棄物資源化的兩種傳統(tǒng)回收方法。

其一，機(jī)械處理法。對(duì)電子廢棄物進(jìn)行機(jī)械處理是利用電子廢棄物的物理性質(zhì)，根據(jù)不同物質(zhì)的表面特征、磁性、密度以及導(dǎo)電性，利用拆解、破碎、分選等技術(shù)，將電子廢棄物中所含有的金屬物質(zhì)同非金屬物質(zhì)分離開來(lái)。相關(guān)研究顯示，通過(guò)機(jī)械處理法對(duì)電子廢棄物進(jìn)行處理，能夠從電子廢棄物中提出90%的鐵、鋁以及重金屬等物質(zhì)。但是在使用該技術(shù)時(shí)需要將有價(jià)金屬集中到一起，有效提升資源的回收率，二次污染率相對(duì)較小，運(yùn)行成本低，但所獲得的資源純度相對(duì)較低。

其二，火法冶金。通過(guò)借助火法冶金技術(shù)對(duì)電子廢棄物中所回收到的貴金屬進(jìn)行處理，能夠提升貴金屬的回收率，增加貴金屬的純度。該技術(shù)主要結(jié)束電弧熔煉法對(duì)電子廢棄物中的貴金屬進(jìn)行稅收，金的回收率高達(dá)99.89%，銀的回收率高達(dá)99.98%，鈀的回收率高達(dá)100%。但是火法冶金方法需要消耗較長(zhǎng)的時(shí)間、步驟相對(duì)比較繁瑣、能量效果相對(duì)較大，且貴金屬含量低的電子廢棄物中不適合運(yùn)用該方法。

(二)電子廢棄物資源化的新方法

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，電子廢棄物資源化的轉(zhuǎn)化技術(shù)日益提升，貴金屬回收率有效增加，同時(shí)對(duì)鉛、汞等有害物質(zhì)進(jìn)行處理，防止在資源化處理的過(guò)程對(duì)生態(tài)環(huán)境造成二次污染。例如生物技術(shù)、微波熱解法等。

其一，生物技術(shù)。生物技術(shù)產(chǎn)生于上世紀(jì)，并在上世紀(jì)八十年代運(yùn)用到電子廢棄物的回收工作中。利用生物技術(shù)對(duì)電子廢物進(jìn)行資源化轉(zhuǎn)化，是利用某一種微生物或者是代謝產(chǎn)物，使其能夠同廢棄物中所含有的金屬物質(zhì)相互作用，發(fā)生氧化、還原、吸附等物化反映，將電子廢棄物中所含的有價(jià)金屬提取出來(lái)。現(xiàn)如今，在生物領(lǐng)域研究最多的一項(xiàng)生物處理技術(shù)就是借助細(xì)菌對(duì)電子廢棄物中所含有的貴金屬進(jìn)行處理，通過(guò)電子廢棄物中金屬與三價(jià)鐵離子發(fā)生氧化反應(yīng)，將貴金屬暴露在電子廢棄物的表面，然后對(duì)電子廢棄物表面的貴金屬物質(zhì)進(jìn)行回收，因此，該技術(shù)被稱為“浸出技術(shù)”。

其二，微波熱解法。微波熱解法是對(duì)電子廢棄物實(shí)施粉碎處理，然后利用微波對(duì)其實(shí)施加熱處理，將有機(jī)物從電子廢棄物中分離出來(lái)，當(dāng)電子廢棄物被加熱到1400℃以上后就可將電子廢棄物中所含的金屬物質(zhì)轉(zhuǎn)化成玻璃化物質(zhì)，再對(duì)其實(shí)施冷卻處理，最后進(jìn)行分離與提取。

四、中國(guó)電子廢棄物回收處理系統(tǒng)的構(gòu)建

自上世紀(jì)改革開放政策實(shí)施后，國(guó)外一些先進(jìn)、優(yōu)秀的技術(shù)與理念被不斷引入我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展建設(shè)中，電子廢棄物回收處理作為世界發(fā)展與進(jìn)步的重要話題，國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家特構(gòu)建EPR系統(tǒng)對(duì)電子廢棄物進(jìn)行回收與處理，受國(guó)外EPR系統(tǒng)的影響，我國(guó)在電子廢棄物回收與再利用方面的法律體系、回收網(wǎng)絡(luò)日益完善，利益相關(guān)者的利益逐步得到明確的劃分、管理與約束，提升我國(guó)電子廢棄物資源化處理系統(tǒng)的科學(xué)性、合理性、經(jīng)濟(jì)性、高效性、協(xié)調(diào)性。

我國(guó)相關(guān)政府部門針對(duì)電子廢棄物資源化轉(zhuǎn)化這一問(wèn)題，特對(duì)電子生產(chǎn)商所生產(chǎn)的電子產(chǎn)品用料、結(jié)構(gòu)、拆分方法、回收渠道等內(nèi)容做出明確的規(guī)定，并借助環(huán)境評(píng)估模型，對(duì)電子廢棄物回收處理對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響進(jìn)行系統(tǒng)分析，確保電子廢棄物資源化的轉(zhuǎn)化技術(shù)具有較強(qiáng)的科學(xué)性、合理性、可行性與實(shí)用性，提升電子廢棄物資源化轉(zhuǎn)化率的同時(shí)，降低對(duì)環(huán)境的污染。

五、總結(jié)

綜上所述，近年來(lái)，電子廢棄物資源化的轉(zhuǎn)化工作日益加快，逐步朝著規(guī)模化、市場(chǎng)化的方向發(fā)展，有效解決當(dāng)下正面臨的電子廢棄物污染以及資源過(guò)度消耗等問(wèn)題，在降低電子廢棄物對(duì)生態(tài)環(huán)境污染的同時(shí)，提升電子廢棄物資源的利用率。為確保電子廢棄物資源化能夠順利進(jìn)行，需要電子廢物資源化工作者，加大對(duì)電子廢棄物資源化的研究工作，不斷研制出新的轉(zhuǎn)化技術(shù)，并將新的轉(zhuǎn)化技術(shù)引入電子廢棄物資源化轉(zhuǎn)化工作中，增強(qiáng)電子廢棄物資源的利用率，防止提煉過(guò)程對(duì)周圍環(huán)境造成二次污染。

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