周雅雯，黃繼忠，徐紅勝，周全法

（江蘇理工學院江蘇省電子廢棄物資源循環(huán)利用重點實驗室，江蘇常州213001）

電器電子產(chǎn)品一般是指以電能驅(qū)動，用于提高生活、工作效率和質(zhì)量的電器電子設備，具有種類繁多、更新?lián)Q代速度快等特點。電視機、冰箱、洗衣機、空調(diào)和電腦（合稱為“四機一腦”）是最典型的家用電器。此外，手機、攝影攝像機、熱水器、電飯煲、油煙機、各類電源等均屬于電器電子產(chǎn)品范疇。

廢棄電器電子產(chǎn)品是指失去使用價值或因使用價值不能滿足要求而被淘汰或報廢的家用電器等整機產(chǎn)品，以及元器件、耗材等零星廢棄物，包括：消費者廢棄的家用電器，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的不合格產(chǎn)品及其元器件和零部件，維修過程產(chǎn)生的廢舊元器件、零部件和耗材，以及根據(jù)有關法律法規(guī)必須被納入電子廢物管理的工業(yè)產(chǎn)品[1]。廢舊電冰箱、空調(diào)、洗衣機、電視機、電腦等14類納入《廢棄電器電子產(chǎn)品處理目錄（2014年版）》管理的電子廢棄物，具有以下特點：社會保有量和廢棄量大；不當處置將造成嚴重的環(huán)境污染；完全無害化處置的成本高；處理處置的社會效益顯著；目前尚需政策扶持等。據(jù)國家統(tǒng)計年鑒，我國廢棄電器電子產(chǎn)品量逐年快速增長，2016年約為400萬t，2020年預計將達963萬t[2]。廢棄電器電子產(chǎn)品的基本屬性是資源性和污染性。

1 廢棄電器電子產(chǎn)品回收模式

回收和處理處置廢棄電器電子產(chǎn)品的出發(fā)點和最終目的，是最大程度地回收利用其有價材料，同時減少或消除電子廢棄物在靜態(tài)存儲和不當處置中所造成的環(huán)境污染。通常意義上的“回收”僅僅是指將廢棄電器電子產(chǎn)品從消費源和產(chǎn)生源收集并運送到指定處理處置場所的過程。

我國廢棄電器電子產(chǎn)品的回收模式主要有3種：一是以走街串巷的個體經(jīng)營者回收為主的廢棄電器電子產(chǎn)品傳統(tǒng)收集模式，是2009年前再生資源的主要回收模式，且仍是現(xiàn)今廢舊物資回收的初級模式，具有頑強的生命力；二是以零售商和制造商為主的家電“以舊換新+政策補貼”回收模式，主要存在于2009—2011年。盡管家電以舊換新財政補貼政策已經(jīng)取消，但仍是零售商和制造商促銷家電的一種有效手段，只是將政策補貼改為把舊家電折算成一定的價格，在承諾舊家電被指定回收者收集的前提下，可以抵消購買新家電的一定費用；三是以個體回收與新型多渠道回收相結合的模式，尤其是2012年以后依托互聯(lián)網(wǎng)技術的廢棄電器電子產(chǎn)品回收模式，已成為廢舊家電回收的流行模式。部分規(guī)模較大的廢舊家電處理處置企業(yè)與相關網(wǎng)站合作，利用手機APP、微信和網(wǎng)站實現(xiàn)居民、回收商、政府和企業(yè)的共享共用，建設“互聯(lián)網(wǎng)+分類回收”的回收體系，探索建立廢棄電器電子產(chǎn)品回收和處理處置新模式，代表性網(wǎng)站有香蕉皮網(wǎng)、回收哥、阿拉環(huán)保網(wǎng)、虎哥回收和E環(huán)保·易回收等。許多網(wǎng)站不僅回收廢棄電器電子產(chǎn)品，同時也對廢舊塑料、紙張、玻璃、廢金屬等再生資源進行網(wǎng)上回收?！霸偕睢被厥誂PP已經(jīng)上線，覆蓋北京近300個社區(qū)，日均上門回收廢品近10 t。聯(lián)想在線、騰訊手機、趕集網(wǎng)等也紛紛投入巨資加入到廢棄電器電子產(chǎn)品的回收體系中。這些網(wǎng)站平臺的建立，不僅增加了消費者的信任度和參與度，同時也對廢棄電器電子產(chǎn)品回收行業(yè)的發(fā)展起到規(guī)范作用[3]。圖1示出了我國廢棄電器電子產(chǎn)品回收模式變遷圖[4]。

圖1 我國廢棄電器電子產(chǎn)品回收模式變遷圖

通過各種回收模式集中后的廢棄電器電子產(chǎn)品，主要去向是非專業(yè)處理、專業(yè)工廠處理和垃圾處理廠填埋，如圖2所示[5]。

圖2集中后廢棄電器電子產(chǎn)品去向圖

在“消費者—回收商—處理企業(yè)—制造企業(yè)”的廢棄電器電子產(chǎn)品回收鏈上，回收商與處理企業(yè)可能是同一單位，或者處理企業(yè)與制造商是同一單位，有時回收商也是制造商，這3種情況可能同時存在[6]。

2 廢棄電器電子產(chǎn)品處理處置技術

廢棄電器電子產(chǎn)品處理處置的主要環(huán)節(jié)有運輸倉儲、拆解分類、資源化利用、再生材料生產(chǎn)等環(huán)節(jié)或工序。其中，資源化利用環(huán)節(jié)是處理處置的關鍵和核心環(huán)節(jié)，包括破碎分選等機械物理法工藝、火法冶金工藝、濕法冶金工藝和其他先進工藝。處理處置各環(huán)節(jié)和工序的核心指標有二：一是如何提高勞動生產(chǎn)率，保證資源利用效率和效益最大化；二是如何保證在各個工序中盡量減少二次污染，盡量做到無害化。

2.1 多級破碎-多級分選工藝

自2011年開始，我國逐步實施了廢舊家電定點拆解和回收基金補貼政策，分批建立了109家廢舊家電定點拆解回收企業(yè)。廢舊家電定點拆解企業(yè)已經(jīng)成為我國廢棄電器電子產(chǎn)品處理處置的骨干企業(yè)，運輸倉儲和拆解分類等二道工序已經(jīng)按照國家相關規(guī)定建立了較為完備的作業(yè)標準體系，在資源化利用工序主要采用多級破碎-多級分選工藝（又稱為機械物理法工藝）。

經(jīng)過機械化流水線拆解后的“四機一腦”等廢棄電器電子產(chǎn)品，被分成了塑料外殼類、電路板類、玻璃類、導線類等不同類型，塑料外殼類、玻璃類、導線類等拆解產(chǎn)物一般是作為初級產(chǎn)品分別送往專業(yè)工廠進行再生利用。對于含有電子元器件的電路板，一般在拆解企業(yè)內(nèi)完成板器分離、光板多級破碎分選，得到混雜電器元器件、環(huán)氧樹脂類非金屬粉末（廢線路板粉末）、以銅為主的多金屬粉末等產(chǎn)品。各個拆解企業(yè)所用的多級破碎分選工藝不盡相同，破碎級別有2～5級，分選級別也相應有2～5級，必要時增加靜電分選、磁選等分選手段。多級破碎分選工藝的最大問題是能耗較高、噪音較大、粉塵治理難度較大。廢電路板多級破碎分選工藝的流程示意圖如圖3所示[5]。

圖3 廢電路板多級破碎分選工藝示意圖

受2016版國家危險廢物名錄的限制，多級破碎分選工藝所得的混雜電子元器件及廢線路板粉末（WPCB），均必須作為危險廢物進行管理。而109家國家定點拆解企業(yè)中的大多數(shù)企業(yè)目前尚未形成對上述兩類危險廢物進行處置的能力，也沒有取得相應的危廢經(jīng)營許可證。

WPCB粉末的出路問題已經(jīng)引起國家相關部門、行業(yè)和拆解處理企業(yè)的高度關注。WPCB粉末中的各類樹脂和玻璃纖維相對于金屬組分而言的經(jīng)濟價值不大，對其再生利用的主要目的是降低其在環(huán)境中的危害和處置成本。目前國內(nèi)外對WPCB粉末資源化利用的方式主要為3類[7]，一是將WPCB粉末作為填料，直接用于復合材料、混凝土等生產(chǎn)過程中；二是對WPCB粉末進行適當?shù)念A處理后將其熱解為油或氣，在消耗WPCB粉末的同時，利用其中蘊含的熱值；三是將WPCB粉末作為碳源制備吸附劑等碳材料。

2.2 火法冶金技術

電子廢棄物的火法冶金技術是指通過焚燒、熱解、熔煉等火法處理手段去除廢棄電器電子產(chǎn)品及其拆解產(chǎn)物中的塑料及其他有機成分，使得各類金屬熔融形成合金，再通過電解、陽極泥處理和精煉等方式實現(xiàn)貴賤金屬、貴金屬之間、有色金屬之間的相互分離的處理處置技術[8]。

火法冶金技術已在我國電子廢棄物處理處置領域得到了應用，最大的優(yōu)點是處理能力大，可以與廢雜五金、電鍍污泥等進行協(xié)同冶煉，同時能夠最大幅度地利用廢線路板粉末中有機物的熱值，已經(jīng)成為國際上流行并大力推廣應用的電子廢棄物拆解產(chǎn)物處理處置技術。該技術的核心和關鍵之處有三：一是焚燒熔煉爐的爐型和結構設計；二是原料配料及輸送系統(tǒng)設計；三是尾氣中二惡英等有毒有害成分的消除技術和裝備。目前，較為成熟和先進的電子廢棄物火法冶金技術主要來自于中國瑞林稀貴金屬有限公司、中國節(jié)能環(huán)保集團、比利時優(yōu)美科公司等。

2.3 濕法冶金技術

電子廢棄物的濕法冶金技術是指使用無機或有機溶劑溶解廢線路板等電子廢棄物中的金屬或高分子材料，實現(xiàn)金屬與非金屬分離的方法。依據(jù)所溶解的材料種類不同而分為兩類：一是溶解金屬法，采用無機酸及其混合物、加氧化劑或其他助劑的無機酸等溶解電子廢棄物中的金屬，然后在溶液中回收并分離各種金屬（包括稀貴金屬）。二是溶解樹脂法，使用有機溶劑溶解電子廢棄物中的環(huán)氧樹脂等有機物，金屬呈薄片狀留在基體中，然后采用一定的方式取出金屬。

溶解金屬法的工藝流程主要包括拆解產(chǎn)物預處理、浸出、溶液凈化、金屬元素分離、金屬或其化合物析出等工序。拆解產(chǎn)物預處理的目的是改變原料的物理化學性質(zhì)，為后續(xù)的浸出過程創(chuàng)造良好的熱力學和動力學條件，或者預先除去某些有害雜質(zhì)。預處理手段主要有粉碎、預活化、預分解以及有害雜質(zhì)預處理等。浸出工序是濕法冶金的核心工序，主要目的是創(chuàng)造條件使目標金屬進入液相，實現(xiàn)固液有效分離。溶液凈化、金屬元素分離、金屬或其化合物析出等工序的本質(zhì)是金屬離子在液相的分離和還原，化學沉淀、離子交換、萃取、電沉積、化學還原等均被用于各類分離工藝中。

溶解樹脂法的產(chǎn)業(yè)化應用尚未全面展開，相關研究正在進行之中。吳勁松等[9]研究了環(huán)氧樹脂在甲苯中的溶解性能，分析了不同因素對溶解性能的影響。谷敬坤等[10]測定了3種環(huán)氧樹脂、3種改性樹脂和3種固化劑在77種溶劑中的溶解情況，計算出相應的Hansen溶解球參數(shù)。對利用溶劑溶解WPCB中的環(huán)氧樹脂具有指導意義。 Ping Zhu等[11，12]研究利用二甲基亞砜（DMSO）作為溶劑來分離WPCB中非金屬，在固液比為 1∶7，WPCB 尺寸為 16 mm2，145 ℃下反應60 min，減壓下蒸去二氧化碳，可以得到再生的DMSO和溶解的溴環(huán)氧樹脂。該方法清潔無污染并且可重復利用。Verma等[13]使用二甲基甲酰胺（DMF）研究各種參數(shù)對WPCB的溴化環(huán)氧樹脂（BER）的最佳溶解和其不同組分（銅箔、玻璃纖維、焊料掩模等）的分離的影響。管傳金等[14]使用硝酸溶解環(huán)氧樹脂，從廢棄印刷線路板的非金屬粉末中回收環(huán)氧樹脂和玻璃纖維。此外，利用超臨界流體的特殊性質(zhì)，使含溴阻燃劑、粘結劑或有機組分溶解，從而實現(xiàn)WPCB中各組分回收的超臨界流體回收法等新方法得到應用。潘君齊等[15]研究了以CO2超臨界流體回收處理WPCB，在270℃，35 MPa和4 h的反應條件下，WPCB各材料層分離效果明顯，金屬層和玻璃纖維強化層可以很容易地實現(xiàn)高效率回收再利用。

濕法冶金技術的最大問題是酸堿用量大，產(chǎn)生的廢液、糊狀廢渣和酸性廢氣量大。目前，電子廢棄物處理處置企業(yè)很少使用。簡單酸浸本質(zhì)上屬于該類技術，只是工藝過程和后續(xù)三廢處理不到位，已經(jīng)屬于明令禁止使用的電子廢棄物處理處置技術。

2.4 濕法破碎-水力搖床分離技術

電子廢棄物的濕法破碎-水力搖床分離技術是依據(jù)物料密度不同而分離金屬與非金屬的技術，主要適用于不含電子元器件的廢線路板、線路板邊框料等廢棄物。上述廢料經(jīng)兩級濕法破碎，金屬與非金屬得到一定程度的解離，必要時返回細碎機再次破碎。然后采用水力搖床分選，在水流的作用下，密度較小的非金屬等逐漸向上被水流帶走，密度較大的金屬件或顆粒逐漸沉降，兩者從不同的出料口收集[16]。常用的濕法破碎-水力搖床分選工藝流程如圖4所示[17]。

圖4 濕法破碎-水力搖床分選工藝流程

該法的優(yōu)點是能夠有效避免機械物理法多級破碎分選過程中產(chǎn)生的有毒有害氣體和粉塵，成本相對較低。缺點是用水量大，同時產(chǎn)生了大量難以處理的含水量極高的廢線路板糊狀物和廢水，因而該技術已在我國多個地區(qū)禁止使用。

3 處理處置技術比較分析

上述4種廢棄電器電子產(chǎn)品處理處置技術，工藝各有特點，帶來的二次污染和經(jīng)濟效益不盡相同。目前使用最多的是多級破碎-多級分選技術，發(fā)展前途較好的是火法冶金技術。各類處理處置技術的比較分析如表1所示。

表1 廢棄電器電子產(chǎn)品處理處置技術的比較分析

近十年來，我國廢棄電器電子產(chǎn)品的回收模式和處理處置技術有了長足的進步和發(fā)展，政府、企業(yè)、高校科研院所和廣大產(chǎn)廢企業(yè)（個人）均對電子廢棄物的資源性和污染性、處理處置的緊迫性有了較好的認識，國家已經(jīng)出臺相關政策，禁止境外的電子廢棄物流入國內(nèi)，高校院所已經(jīng)加大了研發(fā)投入并形成了研究熱點。我國已經(jīng)初步形成了開發(fā)電子廢棄物這一特殊類型的“城市礦產(chǎn)”的熱潮。

[1] 周全法，程潔紅，龔林林.電子廢物資源綜合利用技術[M].北京：化學工業(yè)出版社，2018：2.

[2] 劉蕊，張明順，李惠民.我國電子廢物資源化利用的產(chǎn)業(yè)化障礙及其政策分析[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2015，40(3)：113-118.

[3] 鄧毅，孫紹鋒，胡楠，等.中國廢棄電器電子產(chǎn)品回收體系發(fā)展現(xiàn)狀及建議研究[J].環(huán)境科學與管理，2016，41(10)：40-43.

[4] 田暉，單明威，蔡毅，等.中國廢棄電器電子產(chǎn)品回收處理及綜合利用行業(yè)白皮書2016[R].北京：中國家用電器研究院，2017．

[5] 左鐵鏞，郭福，馬立民.廢棄電器電子產(chǎn)品的回收利用現(xiàn)狀及技術[M].北京：科學出版社，2016：9.

[6] 張偉，蔣洪強，王金南，等.我國主要電子廢棄物產(chǎn)生量預測及特征分析[J].環(huán)境科學與技術，2013，36(6)：195-199.

[7] 黃繼忠，陸靜蓉，朱炳龍，等.廢印刷線路板中非金屬材料再生利用進展[J].再生資源與循環(huán)經(jīng)濟，2017，10(10)：31-36.

[8] 劉 ，劉靜欣，郭學益.電子廢棄物處理技術研究進展[J].金屬材料與冶金工程，2014，42(2)：44-49.

[9] 吳勁松，于小洋，盧宏志.環(huán)氧樹脂在甲苯中溶解性能的探討[J].熱固性樹脂，2010(4)：36-39，43.

[10] 谷敬坤，葉章基，譚振華，等.采用Hansen溶解度參數(shù)進行環(huán)氧固化體系的匹配[J].化工學報，2013(6)：2 247-2 256.

[11] Ping Zhu，Chen yan，Wang Liang you，et al.Dissolution of brominated epoxy resins by dimethyl sulfoxide to separate waste printed circuit boards[J].Environmental Science&Technology，2013，47(6)：2 654-2 660.

[12] Zhu P，Chen Y，Wang L Y，et al.The separation of waste printed circuit board by dissolving bromine epoxy resin using organic solvent[J].Waste Management，2013，33(2)：484-488.

[13] H R Verma，K K Singh，T R Mankhand.Dissolution and separation of brominated epoxy resin of waste printed circuit boards by using di-methyl formamide[J].Journal of Cleaner Production，2016，139：586-596.

[14] 管傳金，王景偉，周玉林.從廢棄印刷線路板的非金屬粉末中回收環(huán)氧樹脂和玻璃纖維的方法：CN 101407596[P].2009.

[15] 潘君齊，劉光復，劉志峰，等.廢棄印刷線路板超臨界CO2回收實驗研究[J].西安交通大學學報，2007(5)：625-627.

[16] 江勇，謝雨衡，盧彥越，等.廢棄線路板分離富集金屬和非金屬的方法研究[J].有色金屬(選礦部分)，2017(6)：53-55.

[17] 梁 .廢棄印刷線路板粉碎解離與水力分選研究[D].廣州：華南理工大學，2009.