廢舊手機回收處理發(fā)展現(xiàn)狀探討

鄧梅玲 杜 彬 符永高 胡嘉琦

（中國電器科學研究院股份有限公司 廣州 510300）

引言

1973年，美國摩托羅拉工程師馬丁·庫帕發(fā)明了世界上第一部商業(yè)化手機,歷經(jīng)50年發(fā)展，手機歷經(jīng)2G、3G、4G、5G時代，迅速發(fā)展為全球存量超過60億臺、與民眾生活密不可分的電子產品。在技術迭代更新和新消費觀念的驅動下，手機使用周期不斷縮短，可以說，廢舊手機已成為目前我國乃至全球保有量和報廢量增長最快、最難以處置的電子廢棄物種類之一，而其固有的資源再生和環(huán)境污染雙重屬性，也使其日益成為全球討論及處理研究的熱點。

本文通過廢舊手機再利用或資源化價值、回收市場、回收技術發(fā)展分析，提出了實現(xiàn)廢舊手機正規(guī)化回收處理關鍵技術需求，希望對促進廢舊手機的資源再利用起到積極作用。

1 廢舊手機產生量巨大

我國是全球手機生產量最大的國家，據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，2015～2019年我國手機連續(xù)5年生產量超過17億臺。我國手機用戶逐年增加，2019年我國手機用戶超過16億戶，居民保有量16.02億臺，人均擁有手機1.14臺。相關數(shù)據(jù)見表1。

表1 我國手機產量等相關數(shù)據(jù)

另一方面，由于人們對手機功能和新穎款式的追求，手機平均壽命逐漸降低。目前尚沒有關于廢舊手機產生量的準確數(shù)據(jù)，許多研究機構對此進行了預測研究，但由于采用的統(tǒng)計數(shù)據(jù)或預測模型不同，往往預測數(shù)據(jù)存在差距[5,6]。根據(jù)《中國廢棄電器電子產品回收處理及綜合利用行業(yè)白皮書》，2019年產生廢舊手機2.89億臺[7],而本文以國內手機出貨量為數(shù)據(jù)來源，將2013年至2019年的手機壽命期分為4年、3年、2年、1年四個等級并對不同的使用壽命賦予一定的比例（見表2），采用市場供給A模型，對廢舊手機的產生量進行預測，得到2017年至2020年的廢舊手機產生量如圖1所示。

圖1 廢舊手機產生量預測

表2 手機壽命分布比例 單位：%

2 廢舊手機再利用或資源化價值高

廢舊手機含有大量鉛、汞、鎘、六價鉻、多溴聯(lián)苯（PBBs）和多溴二苯醚（PBDEs）等有毒有害物質，隨意丟棄將會嚴重污染土壤和地下水，極易對生態(tài)環(huán)境和人體健康造成嚴重的危害；但另一方面，手機具有高值可再利用的部件、元器件，富含塑料、玻璃陶瓷和豐富的金屬元素等，再利用與再資源化的價值高于一般電子廢棄物。

2.1 廢舊手機關鍵部件的再利用

手機一般包括9個部分，即主板芯片、液晶顯示屏、電池、天線、鍵盤、麥克風、揚聲器、外殼及其它附件（如耳機，裝飾品等）等。在手機淘汰后，拆解下來的部件或器件95 %以上可繼續(xù)使用，極具再利用價值。以液晶顯示屏為例，從2016年3月開始LCD顯示屏受投資大、產能不足等影響，市場供應不穩(wěn)不足，而建一座高世代TFT生產線，動輒幾百億，而利用廢舊手機再次生產液晶顯示屏，生產快、成本低，迅速催生了相關市場的發(fā)展。2017年底，電阻電容缺貨漲價，促使廢舊手機中電阻電容的大量需求和應用。而中美貿易戰(zhàn)以來，液晶屏驅動芯片等的進口受到限制，使其市場供不應求。

2.2 廢舊手機的資源化

手機中主要的主要金屬元素包括銅、錫（基本金屬）、鈷、銦、銻（特殊金屬）、金、銀、鈀（貴金屬）、鎢（稀有金屬）、釔（稀土金屬）等。金屬元素及組成根據(jù)手機生產商、設備功能以及通訊技術的不同而變化，一般而言，手機質量的30～40 %為各類金屬材料，包括金、銀、鈀等貴金屬的含量是普通金精礦的5～10倍；40～50 %為塑料；約20 %為其它材料，如玻璃、陶瓷等。手機中所用金屬種類之貴重、用量之大，直接反應出其具有很高的回收價值，蘋果公司的《2019年環(huán)境責任報告》顯示，從10萬臺廢棄蘋果手機中可以得到約4.8 t可回收利用的金屬材料[8]，如表3所示。

表3 10萬臺廢舊蘋果手機中可回收金屬材料

綜上所述，可再利用的元器件、金銀等稀貴金屬成為多數(shù)人競相回收手機的經(jīng)濟驅動力。

3 廢舊手機回收率總體偏低

與其它種類的電子廢棄物不同，絕大多數(shù)的廢舊手機產生于個人消費過程，產生源較為分散、總量大但單體重量小，其回收利用受到回收渠道、價格、運輸、信息安全等多重因素的制約。

目前，我國廢舊手機的處理主要有四種方式：有償回收、無償回收、直接丟棄和閑置家中。有償回收包括回收商通過以物換物的方式回收，新興的通過線下、線上渠道進行的回收，或以折扣的方式提供以舊換新；無償回收主要為一些組織或企業(yè)發(fā)起的綠色環(huán)?；顒樱簧倭渴謾C直接丟棄；目前出于信息安全等方面的顧慮，大量的手機是閑置家中，約占60 %以上。

手機回收目前是社會熱點，涌現(xiàn)了一批基于互聯(lián)網(wǎng)技術的新型回收方式，但總體而言，普遍認為目前手機的正規(guī)回收率不足10 %，且其主要仍是通過個體回收商的方式被回收，流入安徽、河南、山東等地，廢舊手機回收體系亟待建設，正規(guī)回收率仍有較大的增長空間。

4 廢舊手機正規(guī)化回收處理發(fā)展緩慢

手機已被明確列入《廢棄電器電子產品處理目錄（2014年版）》，國內少數(shù)具有廢棄電器電子產品回收處理資質的企業(yè)先后建設了廢舊手機拆解線。該類拆解線基本采用純人工拆解方式，機械化程度低，屬于勞動密集型。企業(yè)采購儲備了大量的廢舊手機，但由于手機拆解回收的基金補貼等具體措施未明確，企業(yè)并未真正投入手機拆解的拆解生產。

同時，個別有資質的企業(yè)建設了稀貴金屬的濕法提煉生產線，其工藝路線既有采用強酸強堿+廢水處理的，也有采用氯化浸金法提煉技術的，但基本都沒有實際運行，其工藝路線與裝備未受規(guī)?；a的實際驗證。

此外，個別企業(yè)與國際大品牌手機（如蘋果手機）建立了合作關系，負責其國內庫存機、商返機或殘次品的拆解破碎處理，開展了一定量的生產活動。近年來，我國手機品牌，如華為手機在國際市場影響力逐漸增大，日益重視其手機生命周期末端處理，開始和企業(yè)合作進行其品牌手機的統(tǒng)一回收與處理。

5 廢舊手機“非正規(guī)化”回收處理市場發(fā)展迅速

非正規(guī)化回收處理是指廢舊手機流向了不具備廢棄電器電子產品回收處理資質的企業(yè)或個人進行拆解、貴金屬提取或器件再利用。

由于手機的高價值，吸引了大量非正規(guī)企業(yè)與人員進入到該市場中，并形成了一定規(guī)模的產業(yè)集群。在該市場中，手機回收主要以各地人員下鄉(xiāng)以刀剪、盆等物品以物換物的方式進行，然后集散到安徽、河南、山東等地，以上地區(qū)已形成刀剪盆批發(fā)、手機回收產業(yè)鏈及集市，日交易額約在2 000萬以上，數(shù)量可達100萬臺/天。據(jù)業(yè)內人士介紹，其標準的作業(yè)流程為：收貨（回收手機）→運輸（主要安徽、山東、河南等地）→分類→手機維修→維修手機賣貨→拆解生產→雜件賣貨→拆顯示屏→LCD分線路→顯示屏深加工生產→顯示屏賣貨→主板元件拆卸→元件分類檢測→元件賣貨→PCB板等固廢賣貨。

根據(jù)廢舊手機不同價值，市場對其進行了分類，主要為：

1）雜機：各種老機型，主要價值在于早期元件含金量高，而屏、攝像頭、芯片、內存再用價值低。

2）功能機：行業(yè)內又稱為叫大屏機，主要價值在于屏、攝像頭、芯片、內存等的再利用。

3）國產智能機：又分為頂配機型和高中低配機型，主要價值在于整機維修作為二手機出售，屏、攝像頭、芯片、內存等的再利用。

4）品牌機：包括中興、華為、NOKIA、三星、蘋果、小米、VIVO、OPPO等各種機型，又根據(jù)型號、顯示屏好壞、款式新舊進一步分類，其主要價值在于整機維修作為二手機出售，屏、攝像頭、芯片、內存等再利用。不同類型的廢舊手機回收價格根據(jù)市場需求變化，其定價機制既靈活又成熟。

該流程下對手機各部分的再利用率極高。在深圳電子市場走訪發(fā)現(xiàn)，每類電子元器件被精準分類，如芯片、內存、電阻、電容、攝像頭、指紋識別等等，其被再利用于新手機的制造，主要銷往亞非拉，或被應用于其他產品，如行車記錄儀、運動DV、兒童玩具等。由于中國企業(yè)對電子元器件的大量需求，二手電子元器件不僅來自于國內拆解市場，從東南亞也有大量的二手元器件通過各種渠道進入到國內市場中。

該流程中的手機拆解過程，基本都是原始的手工作坊式的生產：利用人工和簡單工具對手機及電路板進行精細化拆解，利用電吹風等工具加熱、熔化焊錫，將電路板上的元器件取下，分類存放。該過程基本沒有環(huán)境保護與操作安全方面的措施，加熱分離元器件等過程中產生的廢氣直接排放，如電路板在拆解電子元器件時需要加熱至200～300 ℃以熔化焊錫，300 ℃是二噁英生成的峰值溫度[9]，如果加熱過程中溫度過高，就會有生成二噁英的危害。

而對于無法再利用的部件，目前普遍采用先焚燒再用強酸（如王水）浸出的方法提取黃金，過程中只針對金、銀等一種或少數(shù)幾種金屬進行提取，回收過程產生廢水、廢氣、廢渣，尤其是有毒煙氣，造成嚴重的環(huán)境污染與資源浪費。

“非正規(guī)”回收處理模式實際完成了廢舊手機的高效回收，得到了元器件、貴金屬等主要產品，并形成了一定規(guī)模的、穩(wěn)定的上下游產業(yè)鏈，創(chuàng)造了就業(yè)和促進了當?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展。但其創(chuàng)造經(jīng)濟價值的同時，更付出了巨大的環(huán)境代價！

6 實現(xiàn)廢舊手機正規(guī)化回收處理需實現(xiàn)關鍵技術突破

一直以來，國內外研究學者從不同方向、多種角度開展了大量有關廢舊手機回收處理的研究工作。尤其是關于稀貴金屬提取回收的研究，提出氯化浸金法、碘化法、硫脲法、硫代硫酸鹽法等[10]。硫脲法提取金具有干擾離子少、速度快的優(yōu)勢，是一項低毒提金新工藝，金屬回收率可達99 %，但硫脲穩(wěn)定性較差，使用條件較為嚴格；硫代硫酸鹽法提取金具有毒性低，化學試劑用量少和反應速率快的特點，但浸出后的溶液中回收貴金屬較為困難；中國電器科學研究院股份有限公司提出了一種采用綠色化學濕法回收工藝技術，在非氰化、低腐蝕介質下實現(xiàn)手機線路板底層電鍍材料上短流程定向剝離金，該工藝使用的化學藥劑可以循環(huán)多次使用，金屬回收率可達到98 %，純度達到99 %；此外，北京工業(yè)大學開展了利用超聲輔助、離子液體浸取稀貴金屬的研究，上海第二工業(yè)大學開展了利用微生物回收金屬的研究等等。在手機拆解技術與裝備研究方面，青島科技大學、上海第二工業(yè)大學、四川長虹格潤環(huán)?？萍脊煞萦邢薰鞠嗬^開發(fā)了分別針對整機、芯片、液晶屏的基于機械視覺識別的自動化拆解設備。盡管研究工作取得了顯著成果，但是技術成熟度不足或者生產成本過高，尚不能規(guī)?；瘧?。

對于正規(guī)拆解企業(yè)，在缺乏基金補貼的情況下，企業(yè)對現(xiàn)有技術下的拆解回收生產的評估每拆解生產1臺約虧損0.8～1元。因此，進行廢舊手機規(guī)范化、規(guī)?；?、高值化再利用與再資源化生產，實現(xiàn)經(jīng)濟效益與環(huán)境效益的雙贏，需要實現(xiàn)多個關鍵技術點的突破：

1）建立正規(guī)化的、基于互聯(lián)網(wǎng)+的回收體系，規(guī)范回收市場，確保產品流向正規(guī)回收渠道；

2）整機手機產品的評估分類與無損檢測技術，以甄別整機可再利用產品，確保再利用產品的安全與質量；

3）信息安全擦除技術，確保原物主的信息不外漏，并使整機或部件無損可再利用；

4）整機無損自動化拆解技術，替代目前的大量人工作業(yè)，降低生產成本；

5）關鍵器件的功能恢復技術，對可再利用的器件通過修復、重組、再匹配方式實現(xiàn)再利用，再利用價值梯級下降；

6）綠色環(huán)保的貴金屬提取技術，采用低毒可循環(huán)的提取試劑，降低工藝復雜程度與生產成本；

7）制定再利用標準與鼓勵再利用政策，推動相關產業(yè)往正規(guī)化方向發(fā)展。

7 總結與建議

廢舊手機已發(fā)展成保有量和報廢量增長最快、最難以處置的電子廢棄物類之一,同時其豐富的金屬材料以及芯片、液晶屏等高值關鍵器件使其具有極高的剩余價值，對其進行回收處理可產生顯著的社會效益、環(huán)境效益與經(jīng)濟效益。目前，我國廢舊手機回收率偏低，但仍形成了規(guī)模巨大的回收處理市場，然而由于技術手段落后等原因，造成了嚴重的環(huán)境污染和資源浪費。在當前的國際環(huán)境形勢下，實現(xiàn)廢舊手機的再利用與資源化，對緩解資源緊張、解決“卡脖子”問題具有重要的意義。而對于廢舊手機回收與再利用的可持續(xù)發(fā)展，有以下建議：

1）依托現(xiàn)在物流渠道，出臺相關政策與管理措施，加快促進廢舊手機回收體系建設。

2）鼓勵盡快突破回收模式、拆解、信息安全、再利用和資源化等關鍵技術，為廢舊手機回收行業(yè)提供技術支撐。

3）出臺相關技術標準和審核門檻，有限頒發(fā)正規(guī)企業(yè)拆解資質。

4）可遵循手機整機再制造-關鍵部件再利用-關鍵器件再利用-綠色資源化的技術路線，實現(xiàn)廢舊手機清潔、高值資源綜合利用；同時，通過標準與政策途徑，鼓勵和支持手機二手元器件再利用行業(yè)發(fā)展。

5）主管部門組織相關產業(yè)協(xié)會、高校和研究機構，對全國廢舊手機回收體系與拆解處理情況做全面普查，形成政策性建議。