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电子废弃物处理现状及趋势

日期:2012/03/14[返回]

        摘要:电子废弃物的资源化利用正在成为一个全球性的课题。就世界各主要工业国家和地区有关电子废弃物的立法状况,以及电子废弃物的回收处理工艺及设备现状进行了概述。提出建立有效的电子废弃物的回收处理体系和资源化再生利用体系,对于推动我国实现循环经济的可持续发展意义重大。
关键词:电子废弃物;立法;回收处理工艺及设备
1、电子废弃物概述
电子废弃物是各种接近其“使用寿命”终点的电子的通称,包括废旧的计算机、移动电话、电视机VCD机、音箱、复印机、传真机等常用电子产品。由于技术进步和价格的下降,这类产品有不少在远未达到实际使用寿命的时候就面临被用户淘汰命运。据有关机构调研,1998年已有7500万台至1亿台电脑被淘汰,发达国家目前已有1.25亿台旧电脑被堆放在仓库,预计到今年,全世界将会有5亿台旧电脑等待处理。在我国,每年电脑新增销量上千万台,未来5年一l0年的年增量估计为25%左右当前旧电脑的淘汰量估计每年500万台以上。欧盟2000年相关报告指出:电子废弃物每五年便增加16%一28%,比总废物量的增长速度快3倍,是世界上增长***快的垃圾,12年后地球表面电子废弃物的年产出量将会翻番。专家预测,我国从2003年起,每年将报废500万台电视机、400万台冰箱、600万台洗衣机。
如此大量的电子废弃物,应该有很大一部分被重新使用、翻新或利用其组成材料。然而,现实情况是重复利用的速度远远赶不上垃圾产生的速度。如何妥善解决电子废弃物的处理问题已经成为伴随着电子信息产业发展的一个无法忽视的现实课题。电子废弃物不仅数量巨大,而且危害严重,处理不当就会对人和环境造成严重危害。废旧家用电器中主要含有6种有害物质:铅、镉、汞、六价铬、聚氯乙烯塑料、溴化阻燃剂。
电子废弃物的合理处置途径应该是充分实现其资源化利用,使废弃物重新进入人类工业系统内部的物质一能量循环体系,减少焚烧、弃置、填埋等增加生态环境负担的处理方式:
(1)重新使用,就是通过出售、转让和捐献等方式使用户淘汰下来但仍可使用的电子产品延长其使用寿命;
(2)循环再生,是指废弃的电子产品经过拆解、分选处理获得塑料、玻璃、金属等再生原材料,重新用来生产新的产品,而强调本地化循环则是为了减少废弃物长途跋涉所造成的生态负担。
目前,由于电子产品的设计较少考虑产品使用寿命终止以后的循环使用问题给***终废弃物的拆解、分选和处理造成很大的困扰。特别是原材料中使用的一些有毒有害物质,更增加了处理过程的复杂性和环境危害风险。
实际上述两个理想目标,不仅需要从技术上不断完善废弃物处理的解决方案,更需要从生产一消费一体化的视角进行制度革新。环境无害的电子废弃物资源化利用像所有人类的技术发展进化一样,其技术进步与制度进步是紧密联系不可分割,并且需要一个较长的过渡时期。
2、电子废弃物法令法规介绍
2003年2月l3日,欧盟正式颁布处理废弃电子产品指导法令,欧盟在其《官方公报》上公布了《报废电子电器设备指令》和《关于在电气设备中禁止使用某些有害物质指令》,明确要求欧盟所有成员国必须在2004年8月l3日以前,将此指导法令纳入其正式法律条文中。要求成员国确保从2006年7月1日起,投放于市场的新电子和电器设备不包含铅、汞、镉、六价铬、聚溴二苯醚和聚溴联苯等6种有害物质。法令还规定,所有在欧盟市场上生产和销售笔记本型计算机、桌上型计算机、打印机、CPU、主机板、鼠标、键盘、手机等业者,必须在2005年8月l3日以前,建立完整的分类、回收、复原、再生使用系统,并负担产品回收责任。
美国作为电脑产品的生产和使用大国,已把电脑等电子产品归入家电产品类进行法律上的约束。2000年颁布的《家用电器再生利用法》规定制造商和进口商负责自己生产和进口的产品的回收处理,“谁的孩子谁抱走”。
德国在1992年l0月颁布实施了《电子废物条例》,并于1996年颁布了《循环经济垃圾法》,文件规定了电子产品制造商和零售商回收电子废弃物的责任。
我国政府一直以来很重视电子信息产品节能和环境污染问题。面对发达国家不断设立的“壁垒”,为逐渐与不断变化的“国际标准”接轨,我国制定并发布了被称为中国版的RoHS。对此,国外企业积极响应。《管理办法》将电子信息产品污染防治以法规形式明确下来,对国内信息科技企业的研发设计、生产销售及产品回收再利用各环节都将有重要的指导意义。
3、国外电子废弃物处理现状概况
3.1欧美国家
在美国比较注重清洁生产工艺的开发,立足于在生产过程中减废,通过减少废物的产生量来减少有害废物的处理量,直到20世纪90年代以后,美国才开始重视资源回收技术的开发,但总体水平还落后于欧洲和日本。目前美国只有新泽西州有一个年处理电子废弃物约20000T的资源化工厂。在欧洲,从20世纪80年代初开始,德国、瑞典、挪威、瑞士等国对电子废弃物的综合利用进行了深入研究,他们致力于手工拆解和金属富集工艺技术的开发,取得了很好的效果并获得了可观的经济效益。
世界******电子垃圾处理工厂于2001年2月在芬兰北部的电子城奥鲁市正式建成并投入生产,名为生态电子公司。采用类似矿山冶冻的生产工艺,把废旧手机和个人电脑及家用电器进行粉碎和分类处理,然后对材料充分回收利用,每年可处理1500t~2000t,建有良好的环保处理系统。
20世纪90年代,鉴于机械化处理不会产生有毒性产物这个************的优点,金属富集体的机械化工艺被进一步发展并在西欧实施。其具体工艺路线为:首先进行手工拆解,然后将电子废弃物进行破碎和筛分,经过一系列的设备分选,***终获得不同的金属富集体。工厂不对它们进行金属再提炼加工,而是将其送到不同的金属冶炼公司去进行深加工。
其它欧洲国家所采用的技术和工艺与此类似。
3.2亚洲国家
日本是世界上电子技术***为先进、电子产品应用范围***广的国家之一,1991年l0月,日本就颁布实施了《关于促进再生资源利用的法律》,简称“再生利用法”,强力推行资源的再生循环利用。
日本电子废弃物的处理工艺,因地方及专门处理业设施的不同而有所不同。若有大型粉碎设施,则直接进行一次性粉碎处理;若是小型粉碎设施,则要先除去电机、压缩机等,经切割后再进行粉碎处理。粉碎后,经电磁筛选、风力筛选等,将铁屑、铜屑和铝屑等选出,作为再生资源回收利用,其余的进行分类回收。
新加坡则建有采用机械化综合处理利用工艺的电子废弃物的工厂。
需要指出的是:工业发达国家对电子废弃物进行环境管理,是受了政府的重视、政策的支持、法律法规的保障以及全民环保意识的提高和资金的支持。
4、国内电子废弃物处理现状
我国对电子废弃物的处理水平远远落后于发达国家。到目前为止,还没有建立电子废弃物的回收体系,也没有相关法律、法规。一方面我国是发达国家走私出口电子废弃物的主要受害国(有资料显示,美国每年报废的电脑、手机,有相当大的一部分出口到我国,也包括日本、韩国,给我国的环境造成巨大的破坏),另一方面,国内生产与消费过程中产生的电子废弃物也在以惊人的速度增加。根据调研,我国东南沿海,特别是广东的贵屿、清远,浙江的台州,在市场力量驱动下,自发形成了庞大的电子废弃物再生利用的生产网络。然而,单凭市场利益驱动,现有生产网络存在严重的环境和社会问题,包括:含有害物质的电子废弃物走私问题、废弃物处置过程中的环境污染问题、劳动者健康保护问题、假冒伪劣电子产品生产问题等,与电子废弃物资源化利用和环境无害化回收的理想目标存在很大距离。例如,广东的贵屿、清远,浙江的台州,在拆解电子废弃物时,虽然经过近一两年的大力整治,较之以前的无序化有了很大的进步,但由于个体经营者的环保意识、经济基础、工艺技术等多方面的原因,在人们不注意或不知道的情况下,对环境和身体健康造成巨大破坏。在塑料的回收处理过程中,不注意塑料的分类,将不同种类的塑料放到一块进行拉丝、造粒,以及再生过程中有毒有害物质的排放,这样不仅降低了回收塑料的品质,而且造成了资源的浪费,同时给环境、人身造成损害。在电路板的拆解回收过程中也存在这样的问题,一般的个体经营者抛弃了前面用炉火烧烤的做法,改用热风拆解元气件,一定程度上注意了环保问题,但是其在分解电路板时只注重贵重金属的回收,在降低了回收可利用资源同时也降低了回收资源的品质,这种小作坊式的操作必然带来环境的污染和人身的伤害。
5、电子废弃物的回收处理工艺及设备
电子废弃物的回收处理工艺技术及设备的研制工作是一项十分有意义的工作,同时又是一项具有相当超前性,相当难度的工作。
5.1电子废弃物回收处理线
电子废弃物回收处理线有以下四部分:
(1)废旧电子产品拆解分选系统;
(2)废旧印制板回收处理系统;
(3)CRT分解除铅处理系统;
(4)贵重金属提取及其他废料处理系统。
电路板回收技术主要有机械处理、化学处理、火法处理或几种技术的结合。机械处理因其不需要考虑产品干燥和污泥处置等问题、,符合当前清洁化生产要求,而且还可以在设计阶段将可回收利用的性能融入产品当中,因此具有一定的优越性。废旧电路板回收处理工艺如下:电子废弃物拆分出电路板→废旧电路板上元器件去除→焊料去除→一级破碎2cm×2cm→二级破碎0.1mm~0.3mm→碎料分选→碎料筛分→出料。
5.2电子废弃物处理线设备
5.2.1电子废弃物拆解分选设备
该设备是电子废弃物处理的******个环节。是一个自动化的传输设备。用于在电子废弃物粉碎前将电子废弃物进行拆解,初步分选,把金属机壳、薄板、电路板,导线,塑料等分门别类的放进不同的回收箱。
5.2.2废旧电路板上元器件及焊料去除系统
对于废旧电路板上元器件去除和焊料去除,是印制版组装焊接的逆过程,但是废旧电路板绝大部分是混装板,如果要去除干净上面的插件元件,则去除系统必须具有能去掉插件元件的装置,同时焊料的去除也必须考虑,目前,这种装置可考虑采用振动方式来解决。可以一次性的去除废旧电路板上的元器件和焊料。元器件可进行二次筛选,损坏的元器件则进入贵重金属回收处理系统,而好的元器件可再利用,焊料可重新回收利用。
5.2.3电路板的低温破碎系统
对于机械分离技术来讲,各种材料尽可能充分地单体解离是高效率分选的前提。破碎程度的选择是破碎工艺的关键,不同的破碎工艺产生极大的不同效果。废电路板主要由强化树脂板和附着其上的铜线以及电镀上的各种金属等组成,硬度较高、韧性较强,采用具有剪、切作用的破碎设备可以达到比较好的解离效果,如旋转时破碎机和切碎机,使用这种破碎机可以减小解离后金属的缠绕作用。根据相关的实验,不同材料的变形不同,金属和有机物经过破碎后,有机物的大小和形状基本不变,而金属材料则变化较大。
废旧电路板的破碎过程中会产生大量含玻纤和树脂的粉尘,阻燃剂中含有的溴主要集中在0.6mm以下的颗粒中,而且连续破碎时还会发热、散发有毒气体。因此,破碎时必须注意除尘和排风,同时,必须抑制破碎过程的发热和散发有毒气体,破碎时******步先将废板破碎成2cm×2cm的碎块,然后用液氮冷却,再送入旋转破碎机,破碎成0.1mm~0.3mm细小颗粒,经过研究和实验,废电路板在破碎到0.1mm~0.3mm时,金属基本上可以达到100%的解离。目前废电路板的破碎工艺和设备选择是看后续的分选和筛分工艺来决定的,不同的分选方法对进料有不同的要求,而且破碎后颗粒的形状和大小,会影响分选的效率和效果。使用液氮低温破碎有两个优点,液氮冷却有利于破碎和金属的解离,破碎会产生大量的热,在整个破碎过程中应将废电路板浸入-196℃的液氮,然后破碎可以防止塑料的燃烧,从而避免形成有害气体。
对于废电路板的破碎,国内没有专用的破碎设备,一般借用矿用破碎设备,所以破碎效果并不理想,常用的主要有锤碎机、锤磨机、切碎机和旋转破碎机等。根据国外资料介绍和被破碎物的特点,选择具有剪切作用和冲击作用的旋转破碎机为******。
5.2.4废旧电路板分选和筛分设备
分选工艺粉碎后的废电路板其粒度在0.3mm~0.6mm之间,这时铜可以很好地解离,而且铜的尺寸远大于玻璃纤维和树脂。再经过两级到三级分选可以得到铜含量约82%一84%(质量)的铜粉,其中超过9o%的铜得到了回收,而树脂和玻璃纤维混合粉末尺寸主要在100m一300m。
对分选技术来说,主要有:(1)电选和磁选技术;(2)密度分选技术。
近年随着破碎技术和设备的进步,破碎粒度越来越小,一种根据密度分选技术开发出来的超细涡流分离技术逐渐得到应用,取得了很好的分离效果。要得到有效的分离,分离过程一般采用多级分离,分选设备有:涡流分选机、静电分选机、风力分选机、旋风分离器和风力摇床等。破碎后必须仔细分级,采用窄级别物料分选机分别进行重选。具体采用哪种设备更适用、更经济,要根据采用的回收工艺、设备的******操作条件和分选要达到的纯度和回收率来确定。
5.2.5CRT显示器处理设备
由于CRT构造特殊,它含有十几种化学成分,其中绝大部分可对人体造成伤害,同时对环境带来严重污染(如铅、镉、汞等),一台CRT的含铅量在1kg~2kg,如若将报废的CRT不加处理直接丢弃,每年我国将有约10000t的铅直接污染环境,危害相当大。因此,CRT的无害化、资源化利用是解决电子废弃物处理的特别关键问题。其核心设备主要有CRT激光切割设备、荧光粉刮除负压收集设备、铅玻璃清洗设备。
6、电子废弃物回收处理的趋势及意义
电子废弃物的资源化利用和环境无害化回收必须走产业化的发展道路,目前国际上较为成熟的电子废弃物处理技术要求必须达到一定的处理规模才有市场可行性,才有赢利的空间。企业的规模化和专业化是前提,而且电子废弃物回收处理的技术和工艺必须是机械化,自动化的,这样才不会产生有毒有害物质。日本在电子产品废弃物的回收利用已形成产业化。
建立有效的电子产品废弃物的回收处理体系和资源化再生利用体系,不仅可以有效的改善人类生存的环境,极大程度的提高人们的健康水平。而且对于解决我国资源相对缺乏,能源相对短缺的问题,提供了一条很好的措施。对于推动我国实现循环经济的可持续发展意义十分巨大。

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