電子垃圾回收模型及處理工藝流程

電子垃圾概述
1.1電子廢品的危害
廢棄電子產(chǎn)品的處理是困擾全世界的大問(wèn)題。所謂的電子垃圾是指已經(jīng)廢棄的或者不能再使用的電子產(chǎn)品：報(bào)廢的電視機(jī)、淘汰的舊電腦、舊冰箱、微波爐、廢棄的手機(jī)、印刷線路板、廢舊電池等。廢棄電子產(chǎn)品可分為兩類：一類是所含材料危害性較小的產(chǎn)品，如電冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)機(jī)等；另一類是所含材料對(duì)環(huán)境危害較大的產(chǎn)品，如電腦、電視機(jī)的顯像管、廢舊電池、印刷電路板等。例如廢電池中由于含有害重金屬成分，1節(jié)紐扣電池產(chǎn)生的有害物質(zhì)能污染60萬(wàn)L水，相當(dāng)于一個(gè)人一生的飲水量；1節(jié)1號(hào)電池能使1m2土地失去使用價(jià)值。
1.2國(guó)內(nèi)外電子廢物處理概況
美國(guó)——先將整機(jī)或部件再利用，然后對(duì)不可用部件進(jìn)行分拆，塑料、金屬、玻璃分門別類；再進(jìn)行熔煉；歐洲——1993年就提出了“制造商責(zé)任制”，由制造商負(fù)責(zé)舊電腦的回收解體處理；日本——從2001年4月起實(shí)施“資源有效利用促進(jìn)法”，要求生產(chǎn)廠家義務(wù)回收廢舊電腦并將其再生資源化處理。
目前，廣東省環(huán)保局編寫(xiě)的全國(guó)首個(gè)地方性《廢舊電子電器污染防治規(guī)劃》提出，到2010年，廣東將在全省范圍內(nèi)建成布局合理的廢舊電子電器回收中心，綜合利用和處理各類電子垃圾，并形成對(duì)廢舊電子電器”產(chǎn)生、收集、儲(chǔ)存、處理處置、再利用”全過(guò)程的監(jiān)控體系，全面實(shí)現(xiàn)廢舊電子電器的資源化、無(wú)害化和減量化。
1.3電子廢物的回收利用技術(shù)現(xiàn)狀
當(dāng)前，電子垃圾回收大體上可以分成三個(gè)主要的階段：選擇性分拆；提高品質(zhì)（用機(jī)械、物理或冶金方法加工處理）；提純（把材料恢復(fù)到它們?cè)瓉?lái)的生命周期）。
80年代，德國(guó)、瑞典、瑞士等國(guó)家就開(kāi)始對(duì)電子廢物的綜合利用進(jìn)行了深入的研究，他們致力于手工拆卸和金屬富集工藝技術(shù)的開(kāi)發(fā)。1991年德國(guó)提出了“七部分創(chuàng)造”的手工拆卸方案。目前德國(guó)建有年處理21萬(wàn)噸電子廢物綜合利用廠，其工藝流程為：電子廢物－手工拆卸－破碎－篩分－分選－金屬富集體深加工。
國(guó)外廢電池的管理與回收利用。日本——將廢電池粉碎后，經(jīng)高溫加熱除去雜質(zhì)。使干電池的再生利用率由30％提高到50％。鉛電池，日本可做到100％的回收。德國(guó)——借助于離子樹(shù)脂從溶液中提取各類金屬。電池中95%的物質(zhì)都能提取出來(lái)。不污染環(huán)境，貴重金屬也得到回收。瑞士——將舊電池磨碎，然后送往熱解爐內(nèi)(300～750℃）裂解，汞蒸氣被冷凝成液態(tài)而進(jìn)入溶液中，裂解后的渣在1500℃時(shí)熔融，鐵與錳形成鐵錳合金，鋅被蒸發(fā)后在冷凝器加以回收。
對(duì)于電子廢物，我國(guó)至今采取的仍是自由回收制度：將廢舊電腦回收后，翻新制成二手電腦出售給較落后的農(nóng)村和小城市再度使用；手工分解拆卸，利用酸性化學(xué)液體置換金屬，殘余物隨意丟棄；集中拆卸分離，從中獲取再生原料，拆卸后的殘余物經(jīng)過(guò)一定處理后送往垃圾場(chǎng)；經(jīng)機(jī)械粉碎后進(jìn)行研磨，同時(shí)加入水流，經(jīng)重力搖床分選，分離出銅、錫、鈀等貴金屬原料，廢水經(jīng)凈化后可循環(huán)利用。
2、回收電子垃圾的資源化設(shè)想和處理加工技術(shù)的模式流程
2.1電子垃圾的資源化設(shè)想
由于電子垃圾中含有可回收的有色金屬、黑色金屬、塑料、玻璃等，對(duì)其實(shí)施資源化、減量化、無(wú)害化處理，既可以減少焚燒、填埋時(shí)造成的負(fù)面環(huán)境效應(yīng)，又可以使資源循環(huán)永續(xù)利用，從而促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。電子垃圾的回收可以走規(guī)模化回收－科學(xué)化分類－專業(yè)化處理－無(wú)害化利用的路子，由生產(chǎn)商、分銷商、零售商、消費(fèi)者和環(huán)保部門合作建立電子垃圾的回收系統(tǒng)，示意圖如圖2-1所示。
電子垃圾材料的許多成分經(jīng)過(guò)科學(xué)的分離和提純可成為非常寶貴的資源。借鑒國(guó)外對(duì)電子垃圾的研究成果。結(jié)合中國(guó)實(shí)際，對(duì)電子垃圾可采取金屬富集的系統(tǒng)化綜合利用，建立電子廢物回收處理站，對(duì)電子廢物用專門工具進(jìn)行拆分，按照塑料、玻璃、線路板和金屬等分門別類地集中，可采用的切削分選技術(shù)有空氣分選技術(shù)、空氣流化床水選技術(shù)。

根據(jù)電子垃圾的基本組成可提出如圖2-2所示的具體技術(shù)路線。回收的塑料和玻璃，送往塑料和玻璃制品廠再利用，目前的難題主要是如何將含有害重金屬（如鉛）的玻璃和普通玻璃分離開(kāi)。有用的電子元件、線路板可以送往玩具廠制作兒童電動(dòng)玩具；金屬可送往冶煉廠加以利用；含有可供作吸收的金屬鹽提取液可通過(guò)除去重金屬處理后送往肥料廠，用作微量元素肥料添加劑。

圖2-1電子廢物的回收系統(tǒng)設(shè)想

圖2-2電子廢物資源化處理設(shè)想
2.2電子垃圾回收模型
大量回收：廢舊材料要拆開(kāi)，去除危險(xiǎn)的材料，切削成碎片。基于材料物理性質(zhì)，把這些碎片分成四類：鐵質(zhì)材料、非鐵質(zhì)材料、塑料以及由不同成分的殘余材料組成的混合物。前三類材料進(jìn)一步提純后，就成為純凈物。用磁鐵或者渦流可以把金屬分選出來(lái)。用洗滌槽漂浮分選技術(shù)、空氣分選技術(shù)以及超聲波分選法，把塑料分選成純凈物。稀有金屬通過(guò)金屬富集體深加工法在回收過(guò)程中進(jìn)行再加工。
電子回收網(wǎng)絡(luò)：回收者從城市、學(xué)校、辦公樓以及生產(chǎn)商清理電子垃圾。然后，運(yùn)用上述討論的方法，對(duì)原材料進(jìn)行分選和加工處理，把某些成分與材料分離，以增加有用成分的價(jià)值。這些分離出來(lái)的成分，運(yùn)送到各種金屬加工廠，進(jìn)一步加工成純金屬流，或者重新制成塑料。
3、電子垃圾回收工藝流程
3.1拆卸工藝流程計(jì)劃和拆卸工作
拆卸工藝流程計(jì)劃的目標(biāo)是制定程序步驟和軟件工具，形成拆卸策略和拆卸配置系統(tǒng)：投入物和產(chǎn)出物的分析；裝配分析；不確定問(wèn)題分析；拆除策略的確定。當(dāng)前采用的拆卸工藝流程，主要是去除有害成分和回收可再利用或有價(jià)值的成分和材料。
3.2電子垃圾的機(jī)械、物理回收工藝流程
篩選，不僅用于提供符合特定機(jī)械工藝流程、大小一致的原料，還可以提高金屬含量。金屬回收的基本篩選用旋轉(zhuǎn)篩選或（旋轉(zhuǎn)式）礦石篩（洗礦用滾筒），振動(dòng)篩選也是常用的，尤其是有色金屬的回收。
形狀分離技術(shù)主要應(yīng)用于控制粉末工業(yè)的微粒特。這個(gè)工藝流程的基礎(chǔ)工作原理利用了以下的不同：傾斜實(shí)體壁上微粒的速度；微粒通過(guò)網(wǎng)狀窄孔所需的時(shí)間；微粒的實(shí)體壁內(nèi)聚力；微粒在液體中的沉淀速度。
磁力分選：利用不同材料的磁化率大小各異的特性，引進(jìn)稀土永磁材料，可提供強(qiáng)度高、梯度大的磁場(chǎng)。強(qiáng)磁場(chǎng)分選，至少可以成功分選三個(gè)合金族：相對(duì)質(zhì)量大、中等質(zhì)量、相對(duì)質(zhì)量小或反磁性銅合金。
導(dǎo)電度分離：根據(jù)材料的不同導(dǎo)電度（或電阻率）對(duì)材料進(jìn)行分離。有3種典型的導(dǎo)電度分離技術(shù)：旋渦流分離、電暈靜電分離以及摩擦電分離。
3.3微粒旋轉(zhuǎn)渦輪機(jī)分離器的新改進(jìn)

旋轉(zhuǎn)渦輪機(jī)分離器已經(jīng)順利地應(yīng)用在若干種有色金屬分離和回收操作中，最常見(jiàn)的是從報(bào)廢汽車和城市固體廢物中回收有色金屬。鑒于原料的大小尺寸要求，利用傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)渦輪機(jī)分離器受到限制。微粒尺寸大于5毫米，甚至10毫米才可以。
3.4電暈靜電分離
電暈靜電分離，大小在0.1-5mm范圍內(nèi)的微粒適用，是一項(xiàng)重要技術(shù)即稠。這個(gè)工藝流程已經(jīng)廣泛地在材料加工業(yè)和廢氣電纜回收上。力在電暈靜電分離中，電極裝置、回轉(zhuǎn)軸速度、水分含量以及尺寸大小對(duì)分選結(jié)果起著決定性重大影響。
四、結(jié)論
電子廢物的回收應(yīng)走規(guī)模化回收－科學(xué)化分類－專業(yè)化處理－無(wú)害化利用的路子，結(jié)合中國(guó)實(shí)際并借鑒國(guó)外的管理和處置技術(shù)，由生產(chǎn)廠家－消費(fèi)者－環(huán)保部門結(jié)合建立電子廢棄物回收網(wǎng)絡(luò)。電子垃圾的特性為發(fā)展有效分離技術(shù)提供了健全合理、可靠穩(wěn)固的基礎(chǔ)，要作深刻研究。為了進(jìn)行分選，電子垃圾必須粉碎成小微粒，通常在10mm或甚至5mm以下，要用到機(jī)械分選。渦流分離和電暈靜電分離是重要的工藝流程，為分選電子垃圾的微粒提供了可供選擇的方法。到目前為止的研究調(diào)查主要集中于從廢棄個(gè)人電腦和印刷線路板回收貴金屬。回收的貴金屬含量很低，棕色貨物的回收有待進(jìn)一步研究。
參考文獻(xiàn)：略