陳立樂，王景偉，白建峰

（上海第二工業(yè)大學(xué) 城市建設(shè)與環(huán)境工程學(xué)院，上海 201209）

1 引言

近年來，隨著電子科技和信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，手機更新?lián)Q代速率不斷加快，進而導(dǎo)致了大量廢棄手機的產(chǎn)生。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，目前全球每年廢棄的手機約有4億部，其中，中國有近1億部。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署近期發(fā)布的《化電子垃圾為資源》報告預(yù)測，到2020年，中國廢棄手機數(shù)量將比2007年增長7倍。另外，我國同時也是一個手機生產(chǎn)大國，根據(jù)2002～2009年《中國電子信息產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計年鑒》的相關(guān)統(tǒng)計，從2002～2009年，我國手機產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，2008年受經(jīng)濟危機影響增長較慢，其他年份生產(chǎn)均呈快速增長勢頭，2009年手機產(chǎn)量是2002年產(chǎn)量的5倍多。2009年，我國手機產(chǎn)量超過6億部，2010年，我國手機產(chǎn)量達到10億部。因此，廢舊手機的回收處理，已成為我國當前亟待解決的一項重大難題。

2 廢舊手機的危害性和資源性

廢舊手機主要由塑料外殼、鋰電池、線路板、顯示器等幾大部分組成。這些部件中含有鉛、鉻、汞等有毒有害物質(zhì)，隨意拋棄將會嚴重污染土壤和地下水，對人類的身體健康構(gòu)成巨大的威脅；廢舊線路板中還有含多溴聯(lián)苯、多溴聯(lián)苯醚等含溴阻燃劑，具有致癌、致畸、致突變的危害。同時，廢舊手機中還含有大量的有價金屬，特別是貴金屬。一項研究表明，從1t廢棄手機中能提取150g黃金、100kg銅以及3kg銀。依照我國目前每年廢棄1億部手機估算，這些廢舊手機總重達1萬t，若回收處理能提取1500kg黃金、100萬kg銅、3萬kg銀。因此，無論是從經(jīng)濟效益，資源綜合利用，還是環(huán)境保護方面，廢舊手機的高效回收和利用，都有十分重要的意義。

3 廢舊手機主要部件的回收利用

3.1 廢舊手機塑料外殼的回收

手機外殼制造時一般會在內(nèi)側(cè)標明其材質(zhì)。手機外殼材料大多采用熱塑性工程塑料，如聚碳酸酯（PC）、丙烯腈／丁二烯／苯乙烯合成樹脂（ABS）、PC／ABS合金、聚甲醛及聚氨酯。工程塑料具有很高的回收利用價值，對廢舊塑料進行回收，并加以循環(huán)利用，對于提高資源利用率，解決廢舊手機廢棄物的生態(tài)環(huán)境問題具有重要意義。

廢舊手機外殼塑料的回收，一般通過物理化加以回收。將回收的手機拆除外殼，統(tǒng)一運送到專門生產(chǎn)塑料的企業(yè)，對手機塑料外殼進行破碎，然后，進行造粒，作為其他家用或工業(yè)電器、通訊等設(shè)備的原材料。物理方法具有工藝簡單、處理效率高、污染少、成本低等優(yōu)點。

對于手機中不能重復(fù)利用的塑料還可以用作燃料，用于發(fā)電、冶煉等使用，這樣既可以節(jié)約能源，又可以減少溫室氣體的排放。

3.2 廢舊手機線路板的回收

手機線路板中金屬的含量很高，尤其是貴金屬，具有較高的回收價值。Luciana Harue Yamane等對手機線路板和電腦線路板中的金屬成分分別進行了分析，分析結(jié)果：手機線路板中的金屬含量為63%，電腦線路板中的金屬含量為45%，其中手機線路板中銅的含量為34.5%，電腦線路板中銅的含量為20%。

對于廢舊手機線路板的回收，主要是回收其中的有價金屬，特別是金、銀、銅、鈀等貴重金屬。目前主要通過物理、化學(xué)及生物的方法加以分離回收。

3.2.1 物理處理法

從工藝方法來說線路板的物理法處理可分成兩大類：干法和濕法。干法指的是根據(jù)物料間的電、磁、形狀、密度等特性差異，利用單個或組合設(shè)備加以有效處理的技術(shù)方法，其間沒有液相的存在，這也是研究較多應(yīng)用較廣泛的技術(shù)方法。濕法多是利用物料的密度差異性質(zhì)結(jié)合液相的動力及運動特性進行有效的成分分離。

干法回收主要通過各種機械的方法，或者幾種方法相結(jié)合的方式，首先對線路板進行破碎，然后根據(jù)金屬和非金屬磁性、密度、比重、導(dǎo)電性等的不同，對其中的金屬和非金屬加以分離。處理方法主要包括破碎、磁選、靜電分選、渦電流分選等工藝流程，還有重選、空氣搖床等方法，一般采用其中的兩三種方法相結(jié)合的方式進行分選。

馬國軍等采用磁選和重選回收廢舊電路板中的金屬。結(jié)果表明，采用干法磁選工藝，可回收的鐵磁性物質(zhì)約占廢舊電路板質(zhì)量分數(shù)的8.23%，重液分選可使金屬與非金屬有效分離，采用磁選和重選聯(lián)合工藝可使Fe、Cu、Pb、Zn、Ni和Sn的回收率分別達到約100%、80% 、65%、75% 、88%和 56% 。

北京航空航天大學(xué)的沈志剛在其專利中利用空氣分離筒設(shè)備進行了廢棄電路板物理法資源化研究，該工藝回收的金屬材料純度為95%，回收率達到95%，具體工藝流程見圖1。

圖1 廢棄線路板物理法空氣分離工藝流程

濕法回收是利用水等作為分選介質(zhì)，根據(jù)金屬和非金屬密度或比重的不同加以分離，例如浮選法、水力搖床、螺旋溜槽等。

譚之海采用“濕法破碎——浮選”工藝流程來回收廢棄線路板中金屬成分，結(jié)合傳統(tǒng)礦物浮選的4個常用浮選動力學(xué)模型，研究了廢棄線路板自然疏水性浮選和藥劑浮選的浮選動力學(xué)模型，并通過試驗驗證了5個不同條件下建立得動力學(xué)模型，為廢棄線路板浮選工藝參數(shù)的優(yōu)化、浮選流程的簡化奠定了理論基礎(chǔ)。

綜上所述，物理法資源化處理線路板的方法很多，不同種類的線路板和不同的工藝流程，往往會取得不同的分離回收效果。廢舊手機線路板相對電腦等其他線路板，具有金屬含量高，板體薄等特點，因此，對于廢舊手機線路板的回收，相關(guān)的物理回收工藝，還需要進一步的研究和優(yōu)化，才能取得較好的分離效果。

3.2.2 化學(xué)處理法

化學(xué)處理法主要是利用濕法冶金的方法，對線路板中的貴賤金屬加以分離回收。濕法冶金技術(shù)回收貴金屬的基本原理是利用廢料中的絕大多數(shù)金屬能在硝酸、王水等強氧化性介質(zhì)中溶解而進入液相的特性，使絕大部分貴金屬和其他金屬進入液相而與其他物料分離，然后從液相中分別回收金等貴金屬和其他賤金屬。目前已經(jīng)得到應(yīng)用的將電子廢棄物中的金轉(zhuǎn)入溶液的工藝有硝酸王水濕法工藝、雙氧水硫酸濕法工藝、鼓氧氰化濕法工藝等幾種。

曹人平等應(yīng)用煅燒浸出法研究了廢舊手機中Au、Pd、Ag的回收技術(shù)及工藝，其回收率都＞95%，回收得到的產(chǎn)物經(jīng)精制，其純度＞99.9%。其具體工藝流程如下圖（圖2）。

圖2 廢舊手機中Au、Ag、Pd的回收工藝流程

李晶瑩[11]等采用硫脲作為浸出試劑，用Fe3＋離子作為氧化劑，對廢舊手機線路板中的金、銀的浸出回收進行了研究。研究結(jié)果表明，酸性條件下，樣品破碎到100目以下，控制硫脲濃度24g／L，F(xiàn)e3＋離子濃度0.6%，室溫下反應(yīng)2h，金和銀的浸出率分別達到90%和50%。

Vinh Hung Ha等采用Cu2＋－硫代硫酸鹽－氨體系對廢棄手機線路板中的金的浸出進行了研究，結(jié)果表明，當硫代硫酸鹽濃度0.12mol／L，Cu2＋20mmol／L，氨濃度0.2mol／L，2h后，金的浸出率高達98%，取得較好的試驗成果。

3.2.3 生物法處理技術(shù)

生物處理技術(shù)，就是利用某些微生物的吸附、氧化和代謝作用，來提取廢舊電子產(chǎn)品中金屬的一種手段。生物提取技術(shù)具有工藝簡單、成本低、操作簡單等優(yōu)點，但是生物浸出周期長，浸出率較低，目前還處于實驗室研究階段，生物法是具有發(fā)展前景的新技術(shù)之一。

3.3 液晶顯示屏的回收

液晶顯示屏中主要成分為金屬銦和玻璃。銦是各類平面液晶顯示器生產(chǎn)中至關(guān)重要的成分。世界市場上平面顯示器的快速增長成為全世界銦的生產(chǎn)的最主要的最終用戶，包括平面電視、臺式計算機顯示器、可上網(wǎng)的筆記本電腦、手機等主要的平面顯示器的快速發(fā)展和應(yīng)用，使得國際市場對銦的需求急劇增長，而且目前還沒有新的替代材料研究出來。液晶顯示屏中銦的含量大約在20×10－6～200×10－6，具有一定的回收利用價值。玻璃可作為一般的廢物回收利用。

3.4 廢舊手機鋰電池的回收與利用

現(xiàn)行的大多數(shù)手機電池為鋰離子電池，鋰、鈷是鋰離子電池的最重要成分，其中鈷在自然界含量稀少，價格昂貴，如果得到回收，將會獲得較大的經(jīng)濟效益。

對于廢舊鋰電池的回收利用，國內(nèi)在這方面的研究相對國外較少。中南大學(xué)鐘海云等采用堿浸——酸溶——凈化——沉鈷工藝流程，從鋰離子二次電池正極廢料——鋁鈷膜中回收鋁、鈷。本工藝鈷的直收率達到95.75%，鋁達到94.84%。

韓國礦產(chǎn)資源科學(xué)研究院回收研究所研究開發(fā)了從失效鋰離子電池中再生鈷酸鋰的濕法冶金方法——非晶型檸檬酸鹽沉淀法。工藝流程為：失效鋰離子電池——熱預(yù)處理（電池解離、硬化塑料）——一次破碎——一次篩分——二次熱處理——二次篩分——高溫焙燒——硝酸介質(zhì)還原浸出（H2O2作還原劑）——凈化除雜——檸檬酸沉淀——高溫焙燒——鈷酸鋰。日本索尼公司和住友金屬礦山公司合作開發(fā)了從失效鋰離子電池中回收鈷等元素的技術(shù)。其工藝為先將電池焚燒，以除去有機物，再篩選去鐵和銅，將殘余的粉末溶于熱的酸溶液中，用有機溶劑提取鈷。

4 廢舊手機回收利用現(xiàn)狀和建議

我國是一個人口眾多、手機使用量較大的國家，廢舊手機的回收利用，需要一個完善系統(tǒng)，從政府、生產(chǎn)者、經(jīng)銷商、運營商到個人的積極參與和配合，才能實現(xiàn)廢舊手機綜合利用。廢舊手機的回收利用體系的建立，是一個逐漸完善的過程。目前，歐、美、日等發(fā)達國家及地區(qū)，在廢舊手機的回收和利用方面，已經(jīng)有了一個相對完備的法律體系及回收處理系統(tǒng)，因此，我們國家在這方面，可以結(jié)合我國國情，予以借鑒。

4.1 完善法律法規(guī)，合理回收利用

專門法律法規(guī)的制定，是廢舊手機得以高效回收利用的前提和保證。2003年1月我國實施了《清潔生產(chǎn)促進法》，2005年4月實施了《固體廢棄物污染環(huán)境防治法》，2007年3月實施《電子信息產(chǎn)品污染控制管理辦法》，2011年1月1日起，正式實施《廢棄電子產(chǎn)品回收處理管理條例》，并頒布了《廢棄電器電子產(chǎn)品處理目錄》，對廢舊電視、冰箱、洗衣機、空調(diào)、電腦等廢舊家用電器的回收處理做出了相關(guān)規(guī)定，但是，對于廢舊手機的回收處理，依然還沒有做出相關(guān)規(guī)定。因此，國家需要盡快完善相關(guān)法律法規(guī)，將廢舊手機的回收利用納入其中，才能保證廢舊手機的合理回收與利用。

4.2 設(shè)立專門的回收機構(gòu)，規(guī)范回收市場

目前，我國廢舊手機的回收，主要依靠小商販走街串巷進行回收，或者賣給手機維修點，然后，通過相關(guān)商家進行翻新，重新回到市場，欺騙消費者。對于不能使用的，進行簡單的拆除，只回收利用其中一些有用的零部件。這種不規(guī)范的回收方式，不僅回收效率低，而且對環(huán)境的污染破壞大，對正規(guī)回收系統(tǒng)的建立，也產(chǎn)生一定的阻礙作用。針對我國當前廢舊手機的回收利用情況，結(jié)合我國國情，借鑒國外的回收體系，在全國設(shè)立專門的回收網(wǎng)絡(luò)，進行有償回收，比如利用銷售商和運營商進行回收，同時，堅決取締非法渠道進行回收。

4.3 建立規(guī)劃化、產(chǎn)業(yè)化的處理企業(yè)

廢舊手機的拆解、處理工作，需要先進的處理技術(shù)、工藝、專門的技術(shù)人員，進行高效的無害化的拆解，才能避免對環(huán)境的二次污染和破壞。因此，廢舊手機的回收、處理，要兼顧環(huán)境效益與經(jīng)濟效益，走規(guī)范化、產(chǎn)業(yè)化的道路，既可以高效的回收利用，又不會造成環(huán)境的破壞，同時可以帶動經(jīng)濟增長，促進就業(yè)。因此，要堅決取締、嚴格查辦一些沿海地區(qū)非法的手工拆解作坊，政府可以出資成立專門的處理企業(yè)，或者鼓勵一些有實力、有技術(shù)、有資質(zhì)的企業(yè)進行廢舊手機的拆解處理。對于相關(guān)的企業(yè)，政府給予一定的照顧，如減免稅收、財政補貼等。

4.4 大力宣傳，提高公民環(huán)保意識

相對于發(fā)達國家，我國區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展不平衡，公民的環(huán)保意識較薄弱，需要政府和相關(guān)企業(yè)機構(gòu)宣傳、教育和引導(dǎo)，增強公民的環(huán)保意識，倡導(dǎo)綠色消費，提高公民環(huán)保的積極性。同時，政府和相關(guān)機構(gòu)定期開展一些廢舊手機的回收活動，比如，以舊換新、廢舊手機換話費、廢舊手機換取日用品、換取積分等，從而增加民眾主動交回廢舊手機的主動性。

5 結(jié)語

我國是一個手機使用大國，也是一個手機生產(chǎn)大國，每年廢棄的手機將達到上億部。然而，目前國內(nèi)關(guān)于廢舊手機回收利用方面的研究較少，對于廢舊手機的回收利用，還沒有形成相對完善的體系。如何有效的回收利用這些廢舊手機，是當前我國急需解決的一項重大難題。無論是法律法規(guī)的健全、回收系統(tǒng)的完善、專門處理企業(yè)的建立，還是工藝技術(shù)的研發(fā)，都將是今后研究的重點。

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