电子废弃物的处理及综合利用
电子废弃物的资源化处理成为近年来人们关注的焦点，如何妥善处理电子废弃物已成为全球环境保护的重要组成部分。本文介绍了近年来国内外针对电子废弃物的传统和新型处理技术，以及电子废弃物中金属和非金属的回收再利用以及传统电子废弃物处理方法的弊端和危害；并对如何处理电子废弃物提出了一些建议。
电子垃圾通常是指电器、电脑、手机等使用电子技术的设备及其光盘、电池等各类附件、已经完全或部分丧失使用性能的废旧产品、或生产过程中的缺陷产品和边角料。
目前在发达国家，再生资源产业已成为一个新兴的产业体系，即第四产业。由于电子垃圾等再生资源蕴藏着丰富的物质，而其自然资源又十分有限，再生资源产业的发展更与冶金、化工、机械、信息等诸多领域的兴衰息息相关。
电子垃圾分类回收拆解，通常是指电子垃圾经过分类回收后运至拆解公司，再由拆解公司拆解成各种碎片。在瑞典斯特曼技术中心，电子垃圾首先被粗略地分成大块金属件、PCB、包装材料、塑料件和阴极射线管五大块，然后进一步拆解成70多种不同的碎片。在拆解过程中，可以修复或升级的部件如内存芯片、集成电路板等可以延长使用寿命，重新使用；含有危险物质的部件如汞开关、镍镉电池、含PCB的电容器等，在通过可靠性测试后，可以提前拆除，单独处理。贵金属成分的多少是衡量电子垃圾价值的基础，价值高的电子垃圾含有的贵金属较多，如电脑中的PCB；价值低的电子垃圾含有的贵金属较少，如电视机、录像机中的PCB。但不管电子垃圾的价值如何，处理流程基本都是一样的。
1. 电子废弃物金属回收
电子垃圾中金属的回收工艺相对复杂，通常先通过高温将金属与杂质分离，再经过几道相应的加工工序提炼出各种金属。电子垃圾中的铜、金、银、铂、钯等贵金属一般通过转炉加工回收。瑞典、加拿大公司对含贵金属电子垃圾的回收工艺为：
1）熔化：
不同的电子废弃物取样后均匀混合后作为原料加入炉内，焚烧开始时需加入部分燃料，当炉温为1200℃~1250℃，PCBs所含能量为35~36GJ/t时，处理过程可依靠PCBs所含有机物释放的能量维持。在冶炼过程中，塑料的燃烧、金属铝的氧化都会放出热量，为控制冶炼温度不至于过高，需加入硅酸盐，同时要控制塑料的加入量。在冶炼过程中，熔融的电子废弃物最上层为炉渣，最下层为铜。铜和少量炉渣流入转炉，剩余的炉渣与矿石一起浮选，回收部分贵金属。最后将剩余的炉渣堆放在残渣中，可进一步浓缩、精炼，回收贵金属。
2)精炼：
冶炼炉出来的铜加入转炉混合精炼，通过吹氧将铜中的铁和硫熔化，净化铜，加入硅酸盐形成炉渣，炉渣温度在1200℃左右。转炉精炼过程为放热过程，氧化过程可为转炉提供足够的热量。上层炉渣主要含铁和锌；下层为粗铜或白铜。炉渣进一步净化可得到副产品铁砂和锌渣，再将铁砂和锌渣放入电炉处理可得到铁和锌。转炉产生的工业废气经处理后得到的金属粉尘可回收利用。
3）电解：
转炉得到的粗铜（含铜98%），铸成阳极铜，称为阳极铸件。形成的阳极铜含铜99%，含贵金属0.5%。用电解法净化铜电极，用硫酸和硫酸铜作电解液，过程直流电约2万安培。一般在阴极板上可得到99.99%的纯铜，而贵金属和杂质则作为阳极的附着物留在阳极板上，可进一步精炼。贵金属的精炼在精炼厂，可再生金、银、铂、钯等。
加工过程中，将阳极附着物浸出，从含有碲化铜和硫酸镍的溶液中得到硫酸铜和碲。残渣经干燥后，再经贵金属冶炼炉精炼。冶炼过程中，先将硒作为一部分回收，其余部分铸入银阳极后在大电流下电解，可得到高纯度的银和金黏液。过滤金黏液，可使含金、钯、铂的杂质析出。锡铅回收工艺流程冶炼过程中，75%～80%的铅来自焊料。在焊料过程中，15%～20%的铅随工业废气蒸发，约5%的铅残留在炉渣中，可在浮选回收铜和其他贵金属时获得。在卡尔多炉(铅冶炼炉)中，铅存在于工业废气或炉渣中。炉渣中的铅可在铜工艺过程中被捕集；而工业废气中的铅，在经过气体处理装置后，大部分直接或间接进入转炉。随着工业废气的蒸发，99.9%的铅会在气体过滤装置中以粉尘形式被捕集。约90%的锡从卡尔多炉进入铜转炉，大部分会随工业废气排出。工业废气中锡的回收路径与铅相同，大部分锡都会被过滤器以粉尘形式捕集。
2. 电子废弃物中非金属材料的回收利用
电子垃圾中所含的非金属成分主要有树脂纤维、塑料和玻璃。PCB板中所含的有机物，包括树脂纤维，在卡尔多炉中作为燃料，产生热量，维持炉温，最后产生的炉渣可作为筑路材料。塑料主要来自电脑、电视机、洗衣机等外壳部件，熔化后可作为新产品的原料，也可以作为燃料。玻璃主要来自阴极射线管显示器，由于含有铅，玻璃被归类为危险物品，一些公司利用显示器的碎玻璃制造新的阴极射线管。非金属处理常采用填埋、焚烧或热解气化技术。
1）填埋技术：
填埋技术是一种简单的垃圾处理方法，可以处理各种垃圾，曾一度风靡一时。但随着时间的推移和技术的发展，它的缺点开始逐一暴露出来。填埋占用大量土地，多数垃圾填埋场都没有7层以上严格的防渗漏措施，长期暴露在相对空旷的空间中。随着雨水的下渗，电子垃圾渗滤液会污染地下水和土壤。其中含有难以生物降解的非氯化芳烃化合物如萘、氯化芳烃化合物、磷酸盐、酚类化合物和苯胺类化合物；还含有大量的金属离子，铁离子浓度高达104.5mg/l，铅离子浓度高达12.3mg/l，锌离子浓度高达130mg/l，钙离子浓度高达104.5mg/l。同时，垃圾倾倒产生的气体严重影响场地周围的空气质量。近年来，一些城市已经认识到这些问题，并建立了一批等级较高的垃圾填埋场，较好地解决了二次污染问题，但也带来了建设投资大、运行成本高等问题。最关键的问题是垃圾填埋场处理能力有限，使用年限到期后，仍需投资建设新的填埋场，进一步占用土地资源。出于这些原因，自20世纪80年代起，国外有逐步减少垃圾填埋设施的趋势，填埋场成为其他处理工艺的辅助手段，主要用于处理那些不能再利用的物质。
2）焚烧技术：
焚烧是传统的垃圾处理方法，从古代玛雅人到当今社会，焚烧在垃圾处理方法中仍然占有重要地位。通过焚烧垃圾发电，使垃圾体积最小化，产生新能源。现代垃圾焚烧技术诞生于几十年前，一度成为世界许多大城市的首选，成为日本、荷兰、瑞士、丹麦、瑞典等国家垃圾处理的主要手段，瑞士垃圾80%采用焚烧处理，日本、丹麦垃圾70%以上采用焚烧处理。但在发达国家焚烧厂如雨后春笋般兴起的几十年后，人们发现了比垃圾灾害更可怕的二恶英，这种有毒气体使人和动物致癌。二恶英是一种含氯有机化合物，即多氯二苯并二恶英、多氯二苯并呋喃及其同系物。它可以气态和固态存在，化学稳定性高，难溶于水，对酸、碱稳定，不易分解，不易燃烧，易溶于脂肪。进入人体后，几乎不排泄，而是蓄积在脂肪和肝脏中。不仅有致癌性，还有生殖毒性、免疫毒性和内分泌毒性。其中毒性最强的是2,3,7,8-TCDD，其毒性是士的宁的500倍，是氰化物的1000倍。
20世纪80年代末，欧洲、日本等国的科研人员开始研发“第三代”垃圾处理技术，许多发达国家政府纷纷出台新的、更为严格的垃圾排放标准，日本政府则决定在几年内逐步关闭现有的1800多座焚烧炉。
3）热解气化技术：
第三代垃圾处理技术——热解气化技术是在焚烧基础上发展起来的，将热解气化与熔融固化相结合的新型垃圾处理方法，实现了无害化、大幅度减容、物料适应性广、能源与物质高效回收，20世纪90年代中期在发达国家开始流行。
热解气化技术是先将垃圾在还原性气氛下以450-600℃的温度进行气化，产生可燃气体和易于回收利用的铁、铝等金属残渣，再将可燃气体在1350-1400℃的温度下燃烧，使含碳灰烬熔融，整个过程将低温燃气与高温熔融结合在一起，不同于传统的焚烧，它把大量的城市生活垃圾——废旧电器、电脑、电池、打印机墨盒、墨盒、医院丢弃的一次性输液针、巨量的生活垃圾等在高温下分解成燃气，从而产生新的热能用于发电、供热。
与传统焚烧技术相比，热解气化技术的优势如下：
一是最大限度减少体积、减轻重量。气化熔融技术将垃圾中的可燃成分在高温下分解，炉渣密度大大提高，可减少体积70%左右、重量85%以上。
其次，可实现二恶英低排放。目前，世界最先进的焚烧设施二恶英排放标准约为0.1nmg/m3，而热解气化技术的二恶英排放标准已降至0.01nmg/m3。热解气化技术对二恶英的控制，主要有以下两个方面：（1）气化炉排出的灰渣与可燃气体进入1400℃左右的高温熔融炉（一般为涡流式）进行焚烧，停留时间保持在2s以上，完全满足控制二恶英的“3T”技术要求（焚烧温度高、停留时间长、紊流性好）。它不仅能彻底破坏垃圾中所含的二恶英及其前体物，还能使大部分飞灰熔融固化，消除了在下游设备上反应生成二恶英的催化剂源头。同时渣中二恶英含量大大降低，不会对环境产生负面影响。（2）垃圾中的氯气主要来源于PVC高氯树脂。研究表明，在PVC气化初始阶段（350℃），氯气主要以HC1形式析出，此时加入石灰石、白云石等吸附剂进行定向脱氯，可有效降低烟气中氯气含量；同时还原性气氛和及时脱氯使垃圾中的Cu、Fe等金属元素难以生成促进二恶英生成的催化剂（CuCl2、FeCl3等），从而有效抑制低温烟气中二恶英的生成。
第三，气化熔融技术还可以固化有害重金属元素。垃圾焚烧容易产生二次污染，其中之一就是重金属污染，主要有汞、铅、镉、铬、砷及其化合物等。这些重金属元素的共同特点是：毒性大、在生物体内富集、在大气中滞留，对人体生理功能、新陈代谢、生物遗传等方面都有很大负面影响。熔融固化法是目前认为灰渣无害化处理有效的方法之一。在高温（1400℃）下，飞灰中含有的沸点较低的重金属盐部分气化，部分转移到炉渣中。灰渣中的SiO2在熔融过程中形成SiO2网状物，将炉渣金属包裹起来并固化在网状物中，形成极其稳定的玻璃态炉渣，大大降低了重金属溶出的可能性。从炉中带出的炉渣，可用水冷成细小的凝固物，或用风冷成较大的块状凝固物后排出，熔化后灰渣均被玻璃化，使重金属被封存而不被溶解。
热解气化技术的另一个优点是垃圾不需要分类，不仅降低了电子垃圾分类的成本，还大大缩短了电子垃圾处理周期，并且可产生热能和电能。
3.对电子垃圾综合治理的一些意见和建议
我国应严格对电子废物的处理利用进行立法，加强电子废物回收行业标准的制定，填补废物利用拆解方面的空白。切断电子废物的海运链，禁止境外电子废物以任何方式进入我国。实行电子废物召回制度。对于从境外进入我国的电子废物，可以采取两种方式处理：对于加入了《巴塞尔公约》的国家，严格实行出口国责任追究制度，要求该国召回出口到我国的电子废物并报告；对于没有签署《巴塞尔公约》的国家，在实行严格的退货制度的同时，应建立相应的黑名单。同时，对国内违法进口电子废物的违法者，应依法严厉惩处。建立良好的回收制度，实行生产者责任延伸制度，加强无害化设计，在我国实行生产者责任延伸制度，是符合我国当前国情的。一些发达国家的经验表明，当用户丢弃废旧家电时需要付费时，回收情况不理想，回收量很低；不收取费用时，回收情况较好。这说明即使在发达国家，实行废旧家电付费制度仍然有困难。需要指出的是，制造商责任制从本质上讲，其实是消费者责任制，因为回收过程中所产生的所有成本都由制造商通过涨价的方式转嫁给消费者。加快电子垃圾回收产业技术的更新发展，加强对公众的宣传。一些成功国家的经验表明，法律政策、产业技术、公众行为是解决电子垃圾的三大重要支撑。通过广播、电视、网络等媒体以及宣传品、教材等渠道和方式，向社会公众（特别是中小学生，达到以教育影响学生、以学生影响家长、以家庭影响社会的目的）广泛宣传电子垃圾对环境和人体健康的危害及回收处理的重要性，提高居民的环保意识、自我保护意识和资源节约意识。在全社会逐步形成“谁受益，谁付费”的共识，自觉支持和参与电子垃圾回收处理工作，为我国电子垃圾回收处理产业的健康发展营造良好的舆论氛围和文化基础。近年来经济发展和环境问题的出现，促进了公众环保意识的觉醒。公众环保意识的提高是我们解决电子垃圾问题的群众基础。一方面，作为消费者，人们会自觉选择符合环保设计的电子产品，这自然会对生产厂家形成有利的约束和引导，从根本上提高生产厂家的环保意识。另一方面，消费者不能随意丢弃电子垃圾，有义务将废弃电子产品交给相关公司进行专业处理。而且随着民众环保意识的提高，电子垃圾回收体系将更加顺畅和完善。
4.电子垃圾处理的前景
电子垃圾是增长速度最快的固体废物，也是处置难度最大的固体废物类型之一，同时蕴含着巨大的社会财富和资源，解决其处置和资源化利用问题是国家可持续发展的需要，是“生产、消费、报废”产业链的核心科技问题之一。从源头解决垃圾问题对包括废弃电子产品在内的所有电子垃圾问题都有借鉴和示范意义。电子垃圾中含有大量的铜、铝、铅、锌等有色金属和金、银等贵金属，被人们称为“城市矿山”，其开发成本远低于矿山原生资源，开发所需能源也小于矿山原生资源。再利用电子垃圾资源，转向有色金属循环利用产业，是解决我国有色金属资源短缺、环境污染严重的有效途径，具有现实意义和历史意义。
文章来自亿再生资源网-中国再生资源O2O交易平台
原文链接：