电子垃圾回收问题探索.doc

环境科学概论中国电子垃圾处理问题探究 学院：工商管理学院 专业：人力1101班 姓名：孔超凡 目录 一、 电子垃圾产生背景（一） 电子垃圾概念解析（二） 电子垃圾产生背景二、 电子垃圾环境危害三、 电子垃圾处理现状分析（一）电子垃圾处理立法（二）电子垃圾处理技术四、 电子垃圾回收问题“瓶颈”五、 电子垃圾回收体系的完善 参考文献一、电子垃圾产生背景（一）电子垃圾的概念解析e-waste就是“电子垃圾 世界电子垃圾回收处理动态 梁文萍 2008年9月”或“电子废弃物”，也可以用wasteelectronic equipment来表示。废弃不用的电子设备都属于电子废弃物。 电子废弃物种类繁多，大致可分为两类：一类是所含材料比较简单，对环境危害较轻的废旧电子产品，如电冰箱、洗衣机、空调机等家用电器以及医疗、科研电器等，这类产品的拆解和处理相对比较简单；另一类是所含材料比较复杂，对环境危害比较大的废旧电子产品，如电脑、电视机显像管内的铅，电脑元件中含有的砷、汞和其他有害物质，手机的原材料中的砷、镉、铅以及其他多种持久降和生物累积性的有毒物质等（三） 电子垃圾产生的背景从上世纪90年代开始，全球经济在以电子信息产业为领军的新经济带动下快速发展，取得了显著的经济效益，电子信息产业在新经济中比重与日俱增，其生产的电子产品因具有泛在性和短生命周期性而带来一些负面影响，其中对人类生存环境影响较大的是因到期报废和更新换代被人们弃用的废旧电子产品，这就是电子垃圾。电子垃圾主要来源于家庭、公司和政府相关部门及设备制造等各个行业。其中家庭淘汰的废旧电子电器是电子垃圾的最大来源。进入21世纪以来，电子垃圾已经成为全球增长最快的垃圾，有泛滥趋势。造成电子垃圾数量剧增的原因有两方面：一是随着人们生活水平的不断提高，对电子产品的需求不断膨胀，其普及率迅速提高，因而废弃量也急剧增加。例如，19932000年中国个人电脑数量增加了52，约6倍于世界平均增长率。二是电子产品更新换代越来越快，使用周期缩短。以美国为例，电脑使用寿命周期从1992年的45年降到2011年的不到2年。近年来，随着市场经济飞速发展，电子信息产业也在迅猛发展，电子产品更新换代日新月异，电子产品及家用电器的使用率不断增长，由此产生的电子废弃物污染问题也日益突出。世界各国每年产生几百万乃至上千万吨“电子垃圾”，并且这个数字在逐年攀升。我国电子产品产量更呈快速增长趋势 数据来源：国家统计局 http:/www.stats.gov.cn/。2003年起，我国已进入家用电器淘汰高峰，据统计，2008年我国电视机产量为9 015万台、冰箱4 600万台、洗衣机3 900万台、空凋6 850万台、电脑l3 800万台、打印机6 167万台、移动电话6亿部。目前，全国每年至少有500万台电视机、400万台冰箱、600万台洗衣机、1000万部手机要报废，并以每年5%至10%的增速产生大量的电子垃圾。据不完全统计，2011年移动电话、笔记本电脑、集成电路等增长率达30以上甚至接近50 ，联合国报告称全世界电子垃圾以每年3 600万吨的速度增长。其中中国年产230万吨电子垃圾，仅次于美国的300万。同时，我国还遭遇国外电子垃圾的侵入。1992年签署的巴塞尔公约 控制危险废料越境转移及其处置巴塞尔公约（Basel Convention on the Control of Transboundary Movements of Hazardous Wastes and Their Disposal）简称巴塞尔公约（明确规定，各国产生的有害物质必须在其境内处理，不能以任何理由向其它国家转移。然而许多国家并未履行该公约。据统计，全球每年产生的电子垃圾近4000万吨中有80%被运到亚洲，其中90%丢弃在中国。就是说，我国每年要容纳全世界70%的电子垃圾，即2700万吨。电子垃圾同时也具有很高的利用价值，如电子垃圾中含有多种贵金属、塑料、玻璃及其它有用材料。一项研究显示，电子垃圾中含24%的铁、3%的铜、2%的铝、4%的铅、11%的其它金属、15%的玻璃、9%的木质。1t电脑中黄金的含量相当于7t金矿石。全球稀有金属大部分用于电子产品制造，80%的铟用于液晶显示屏，80%的钌用于硬盘，50%锑用于生产阻燃剂。这些珍贵的资源如果能够科学回收，将产生极大的经济和环境效益。目前世界各国电子垃圾资源回收利用技术还不成熟，大量电子垃圾无法得到无害化、资源化处理。二、电子垃圾产生的危害电子垃圾有害物质分类 电子垃圾中合有塑料、铜等700多种物质。电子废弃物被填埋或者焚烧时，其中的重金属渗人土壤，进入河流和地下水，将会造成当地土壤和地下水的污染，直接或间接地对当地的居民及其它的生物造成损伤；有机物经过焚烧，释放出大量的有害气体，如剧毒的二恶英、呋喃、多氯联苯类等致癌物质，对自然环境和人体造成危害 电子垃圾中的有害物质包括:1、金属与金属化合物：（1）铅主要用于印刷电路版或阴极射线管（CRO中）（2）铝主要存在干电阻器、红外线发生器和半导体等中，也作为塑料固化剂，在旧CRT中使用。（3）汞据估计全世界每年用的汞有 22是用在电子产品中，主要被用于纯平显示器的照明装置中，也被用在旧电脑的主机开关里，还用于温废计、传感器、胆滞器、转换器、医疗设备、电灯、手机及电池中（4）铬六价铬化合物常彼用作金属外壳防蚀剂以及坚化和美化处理。（5）钡被用于电脑显示器、弹簧、继电器和连接器中，也曾用于计算机主板中。2、PVC塑料：由于其防火特牲，PVC被广泛应用于包裹线路和电脑外壳，26的电子产品塑料是合有PVC的。PVC燃烧过程中会产主犬量的含氯污染物。PVC中还包合有机锡、铅和合锡固化剂以及酞酸盐等有毒物质。3、油墨：主要成分是碳黑。主要强烈地刺激呼吸系统，国际癌症研究机构将碳黑定为乙类玫癌物。彩色油墨中还含有重金属和其他有机污染物。4、磷化物：应用于CRT玻璃内表面的包衣，通过产生磷光效应使我们可以看到显示器图像。CRT的磷包衣有剧毒，其中还含有锌、钒等有毒添加物。表一 化学进展 彭平安 电子污染物的处理 2009年3月下面以台式电脑为例分析其有害物质：名称用途/位置影响塑料包括有机物和氧化物干扰内分泌并影响胎儿发育；多澳化二苯基（PBBo增加消化和淋巴系统患癌症的风险铅金属接头 辐射屏幕会损伤中枢和周围神经系统、循环系统及肾赃；对肉分泌系统有影响；严重影响犬脑发育铝结构件，导协罩盒，CRT印刷电路枢捺头皮疹，骨骼疾病，呼吸道疾病，包括哮喘；钒红槽发射器CRT刺激肺及咽喉铬电池、罩盒、印刷电路板、CRT肺邵损伤，肾脏疾病、骨骼易碎烈；极有可能是一种人类致癌物质惧性脑、肾赃俪及胎儿损伤；血压升高，心牢加快，过敏叵回，影响大脑功能和记忆力：可能是人类致癌物质汞电池，开关罩盒印刷电路枢三、电子垃圾的处理现状分析（一）国内外立法分析 1、欧盟两指令 2003 年 2 月 13 日，欧盟出台了 报废电子电气设备指令，以及关于在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令，规定了废旧电子电气产品的回收、处理、再利用以及禁止在电子电气产品中使用铅、汞、镉等六种有害物质。 WEEE 指令要求生产商包括其进口商和经销商在 2005 年 8 月 13 日以后，负责回收、处理进入欧盟市场的废弃电气和电子产品，并在 2005 年 8 月 13 日后投放市场的电气和电子产品上加贴回收标志。 ROHS 指令要求， 2006 年 7 月 1 日以后投放欧盟市场的电气电子产品不得含有铅、汞、镉、六价铬等有害物质。 2、 美国立法状况 美国早在 20 世纪 90 年代初就对废旧家电的处理制定一些强制性条例， 2002 年针对废旧家电的回收利用又出台了一系列法规法令，对从事回收家电产品中制冷剂的人员资格、使用的设备以及回收比率等都做出明确规定，以确保废旧家电的回收利用过程能够达到政府所规定的各项要求和技术指标。美国还通过干预各级政府的购买行为，确立有再生成分的产品在政府采购中占据了优先地位，以此推动包括废旧家电在内的废弃物的回收利用。此外，美国还通过征收填埋和焚烧税来促进有关企业回收利用废弃物。 2003 年 9 月，加利福尼亚州通过了电子废弃物回收再利用法案，规定从 2004 年 7 月 1 日起顾客在购买新的电脑或电视机时，要交纳每件 6 美元一 10 美元的电子垃圾回收处理费。 3、 德国立法状况 德国一直依据上世纪 90 年代先后出台的 循环经济与废弃物管理法以及 信息产业废旧设备处理办法 对废旧家电进行积极的回收利用。其国家环保政策推行的原则是“谁污染谁治理”，从而明确了生产者职责。生产者责任制度，规定了谁生产了产品并销售到市场，谁就要对这一产品从生产直到使用结束全过程负责。为达到全社会共同治理的目的，生产者责任制度要求生产者和消费者有收集、再利用和处置废弃物的责任，生产者和消费者需要按照法律规定，承担废旧电子产品的收集、分类和处置工作或费用。德国还根据欧盟指令制订本国的废旧家电回收利用法，详细地明确了制造商对其设计、制造和销售的家用电器和电子产品进行收集、再使用和处置等义务，即从电器的原材料选择和产品设计开始，就为将来的使用和废弃考虑，形成资源产品再生资源的良性循环，从根本上解决环境与发展的长期矛盾。 4、 日本立法状况 日本也制订相应的家用电器回收法，从 2001 年 4 月 1 日开始实施。规定家电生产企业必须承担回收和利用废弃家电的义务。家电销售商有回收废弃家电并将其送交生产企业再利用的义务。制造商也有承担家电处理、再利用的部分义务，同时还规定了生产企业必须回收再利用废弃家电的比例。 5 中国立法状况 中国的立法状况与国外相比有较大差距，主要体现在法律法规不健全，正规回收利用体系尚未建立，另外，我国消费者的消费责任意识、环保意识、法律意识也都有待提高。我国不仅是世界电子信息产品的制造大国，而且是电子信息产品的消费大国，在不远的将来，也将会产生大量的“电子垃圾”。因此，改变废旧电子产品回收与处理现状已刻不容缓。信息产业部已会同其它的相关部门抓紧制订了控制电子产品生产污染防治管理办法及其相应的配套措施。办法中明确我国将从 2006 年 7 月禁止或限制六种有害物质在中国生产或进口，即自 2006 年 7 月 1 日起投放市场的国家重点监管目录内的电子信息产品不能含有铅、汞、镉、六价铬、聚溴二苯醚 （PBDE） 和聚溴联苯 （PBB） 。我国正式发布的废弃电器电子产品回收处理管理条例，于2011年1月1日开始实施，这对我国日益激增的电子垃圾的处理方式进一步进行了规范。国家鼓励制造企业参与电子垃圾处理，提供自主产品运作的回收标准，与科研单位合作开发废旧材料的再循环技术，积极借鉴国际先进电子产品垃圾处置和循环再利用经验，依靠技术引进、建立示范处理处置基地和建立循环经济型工业小区等措施，减少电子垃圾的的污染。（二）国内外电子垃圾处理技术现状1、电子垃圾的处理技术概要目前世界上对电子垃圾最常用的处理技术主要有火法冶金、湿法冶金、生物方法以及机械处理方法等。(1)火法冶金技术：是指通过焚烧、热解、熔炼等火法处理的手段去除印刷电路板中的塑料及其他有机成分，使金属得到富集并进一步回收利用的方法，包括燃烧、焙解、等离子体炉或鼓风炉熔炼、烧结、熔解、热析以及在高温气相中反应等过程。火法冶金的基本原理是利用冶金炉高温加热剥离非金属物质，贵金属熔融于其它金属熔炼物料或熔盐中，再加以分离，通常在一个二级装置中进行。首先将破碎后的废旧印刷电路板送入一次焚化炉中焚烧，将有机成分完全分解破坏，使有机气体和固体分离，焚烧后的残渣先经粉碎然后用物理和化学方法分别回收,含有机成分的气体则进入二次焚化炉燃烧处理后排放 废印刷电路板的回收处理技术洪大剑，张德华，邓杰，2006年第33期火法冶金的最大优点是可以处理几乎所有形式的电子废弃物，废弃物的物理成分限制要求不高，回收的主要金属铜及金、银、钯等贵金属具有非常高的回收率。但是也存在着如下严重问题：1）印刷电路版上粘结剂和其他有机物等经焚烧会产生大量有害气体形成二次污染易造成有毒气体逸出，等研究发现，阻燃剂中的溴化结构在燃烧过程中会生成较多的遮蔽性烟雾、腐蚀性气体和某些有毒产物，如多溴二苯醚(一种阻燃剂)可生成多溴二苯并二恶烷及多溴化二苯并呋喃等有毒气体；2）废旧印刷电路板中的陶瓷及玻璃成分使熔炼炉的炉渣量增加，大量浮渣的排放又增加了二次固体废弃物，同时浮渣中残存的一些有用金属也被废弃掉，由此造成会属的流失；3）其它金属的回收率相当低(如锡、铅等)或几乎无法回收(如铝和锌)，大量非金属成分如塑料等也在焚烧过程中损失；4）能耗犬，处理设备昂贵，经济上获益不高。（2）湿法冶金:由于火法冶金方法的缺点，尤其是当电子废物中贵金属含量低时，使用这种方法有很大的问题，促使的开发以达到回收利用贵金属的目的。湿法冶金的主要过程包括对破碎后的废旧印刷电路板颗粒在酸性或碱性条下的浸出，采用溶剂萃取、沉淀、置换、离子交换、过滤及蒸馏等方法对溶液进行分离，使所需要的金属析出和聚集。由于湿法冶金技术的废气排放少、提取贵金属后的残留物易于处理、经济效益显著、工艺流程相对简单，所以比火法冶金提取贵金属技术的应用更加普及和广泛。1)电化学方法包括英国利物普大学的Elaine提出的浸出电解法提取贵金属技术 2)前西德中央固体物理与材料研究所的Gloe等，于90年代初研究推出的硝酸盐酸/氯气联合浸取工艺3)双氧水硫酸湿法工艺4)鼓氧氰化工艺周全法，朱雯，废电脑及其配件中金的回收J，中国资源综合利用5)1996年巴西圣保罗大学的Tenorio等在前人的研究基础上改进推出的一项浸取工艺，该工艺针对贵金属浸取将它们有效分离，使后面的浸取工艺简化，浸取率提高，在生产实际中得到应用胡天觉，曾光明等.从家用电器废物中回收贵金属中国资源综合利用湿法的主要缺点有：1)不能直接处理复杂的电路板；2)部分金属的浸出效率低，作用有限，当金属被覆盖或敷有焊锡时回收率较低，包裹在陶瓷中的贵金属更是无法通过湿法回收；3)浸出液及残渣具有腐蚀性及毒性，若处理不当，易引起更为严重的二次污染；4)只能回收贵金属及铜等金属，不能回收其他金属及非金属成分。 3、 生物法：利用细菌浸取或富集贵金属是20世纪80年代开始研究的提取低含量物料中贵金属的新技术，也称为微生物湿法冶金，包括微生物氧化浸出和微生物积累和吸附.微生物湿法冶金杨显万，陈庆峰，郭玉霞 北京冶金工业出版社，2003年、生物技术提取金等贵金属，具有工艺简单，操作方便，环境污染小，成本低等优势。在微生物治理废水、废气方面已有产业化的应用，它可能代表着未来技术发展的方向，但此方法浸取时间较长，浸取率较低，在电子废弃物处理方面，目前尚无工业应用，而且生物方法只对贵金属进行提取，有一定的局限性。4 机械处理法由于机械处理相对于其它的处理方法具有污染小，可进行综合回收的优点，并且还可以在设计阶段将可回收利用的性能融于产品当中，因此具有一定的优越性，也有着更为广泛的应用。作为废旧电路板回收的一项重要处理技术，机械处理技术已经得到了非常完善的发展。90年代后，机械处理方法不仅在西欧和美国得以实施，在日本、中国台湾和新加坡都已经开始研究并进行了工业规模的回收利用白庆中，王晖，韩洁，聂永丰.世界废弃印刷电路板的机械处理技术现状.环境污染治理技术与设备。瑞典的科学家提出了一套包括破碎、磁分选和风力分选等基本工艺流程机械处理方法R，德国开发了包括低温破碎技术的四段式机械处理工艺，加拿大的一个废弃物回收公司开发出了经筛选后与铜精矿混合再处理的回收模式，使它成为世界上最大的铜与贵金属再循环企业之一开采废弃电子产品.产业与环境，日本也是较早利用机械处理方法的国家之一，知名电器企业卡西欧、日本IBM和日本电气株社会社(NEC)等均建有自己的回收再生工场郭廷，杰译，日本家电再生法实施状况简介J，再生资源研究，而且日本NEC公司开发出了两段式破碎法处理工艺。国内清华大学与中国矿业大学的研究者报道了液体浮选与静电分选技术胡利晓，温雪峰。刘建国，李金惠，聂永丰，俞子达，废印刷电路板的静电分选实验研究，环境污染与防治，的研究成果。机械处理技术包括拆解、粉碎、物料分选等处理过程。 1）拆解传统的拆解操作一般由手工完成，在可能的情况下使用机械设备辅助。近年来，电子废弃物处理设备的机械化及自动拆解技术正成为拆解研究发展的热点。如线路板的自动拆解方法、采用浴洗或热空气加热等方法熔化焊锡，再用真空夹或机器人拆除线路板表面元器件、采用化学或机械等非热技术拆除线路板表面元器件的技术。日本NEC公司开发了一套自动拆卸废电路板中电子元器件的装置毛玉如.电子废弃物现状与回收处理探讨.再生资源研究这种装置主要利用红外加热和两级去除的方式（分别利用垂直和水平方向的冲击力作用）使穿孔元件和表面元件脱落，不会造成任何损伤。然后再结合加热、冲击力和表面剥蚀技术，使电路板上96%的焊料脱焊，用作精炼铅和锡的原料。德国的FAPS研究出废电路板的自动拆卸方法，主要采用与电路板自动装配方式相反的原理进行拆卸，先将废电路板放入加热的液体中融化焊料，再用一种SCCARA机械装置根据构件的形状分检出可用的构件毛玉如.电子废弃物现状与回收处理探讨.再生资源研究，2） 破碎破碎的目的是使废弃电子设备的各种成分互相分离，实现金属与非金属的单体解离。常用的破碎设备主要有锤碎机、锤磨机、切碎机和旋转破碎机等。但由于拆除元器件后的废电路板主要由强化树脂板和附着其上的铜线等金属组成，硬度较高、韧性较强，因此采用普通的破碎设备难以达到好的解离效果，因此需要采用以剪切为主的破碎设备柴晓兰,赵跃民.电子废弃物机械回收的研究现状和发展.污染防治技术,2003(3):4751。如瑞典开发出了一种旋转式破碎机，在中间转筒周围安装着一套能够自由旋转的压碎环，依靠压碎环与设备内壁之间的剪切作用破碎物料，使用这种破碎机可以减小解离后金属的缠绕作用。日本NEC公司的回收工艺采用两级破碎，分别使用剪切破碎机和特制的具有剪断和冲击作用磨碎机，将废板粉碎成0.10.3mm左右的碎块毛玉如.电子废弃物现状与回收处理探讨.再生资源研究，瑞士的技术公司开发了一种在超音速下将涂层线路板等多层复合制件破碎的新设备，它利用各种层压材料的冲击和离心特性不同，将多层复合材料彼此分开。各种机械处理法均以破碎为预处理手段，研究发现，一般物料破碎到06mm时金属基本上可以达到100的解离,但破碎方式和级数的选择依后续工艺而定。破碎后废旧印刷电路板的混合颗粒再由各种不同的分选方法，分选出金属与非金属成分。3）物料分选主要的分选方法有磁选、风力分选、涡流电选、液体浮选、高压静电分选等。1、国外电子垃圾处理模式废旧印刷电路板的资源化回收最早始于1969年，当时美国矿业局（USBM）采用了机械的方法，尝试从废弃军事设备的破碎产品中回收贵金属，并建成了处理量达0.23t/h的示范厂。其处理流程为：废弃的军事设备经锤式磨破碎后，再经气力分级，磁选除铁，涡流分选等作业回收铜和铝合金，再用电选机回收金属富集体。此后，随着人类对二次资源利用及环境保护的重视，电子废弃物的资源化回收研究迅速发展。1986年，美国国家矿物局组织研究开发电子废物处理及贵金属回收新工艺，包括手工拆卸、机械处理、火法冶金、湿法冶金、生物技术冶金及电冶金等技术。德国、日本、俄罗斯、加拿大等国家都在这方面作了不少研究和工作，并在工艺技术上取得较大的进展和突破目前，发达国家基本上都拥有比较成热的电子垃圾专用设备的研究所，安排专人负责，成立专项工作组，进行电子废弃物跟踪、调研等。如今正在如下几方面进行深入研究：(1) 先进回收工艺处理技术的研究，包括破碎技术、分离技术和环境控制技术等；(2) 关键的回收处理工艺装备的研制，包括分级破碎机、磁选机、静电分选、涡电流分选机和风压分选机等；(3) 电子电器产品回收的人工智能系统技术 (4) 回收系统的总体评价2、中国电子垃圾回收处理模式（！）“小作坊”式处理模式小作坊是指是以家庭为单位的进行作业的，这种处理方式往往采用最直接和最原始的方式进行电子废物的拆解，目前我国电子垃圾回收处理主要集中在一些个体经营者手里，他们工艺落后，为降低成本又几乎不采取环保措施。他们的工艺主要有两种，一种是用火烧，就是用煤气炉子烧掉线路板上没用的东西，留下一些金、银、铜之类的贵金属，造成极大的大气污染。另一种是用水洗，用强酸或王水腐蚀掉电器元件没用的东西，收集一些残渣中的贵金属，而大量排放的废液污染十分严重 天津市经委资源与环境处处长张媛介绍 。（2）规模化、环保型的垃圾处理厂 电子垃圾的处理在我国还没有形成产业，但是目前中国已经有了一批专门从事电子产品回收业务的企业。2003年，无锡建设了我国第一家电子垃圾处理企业，南京金泽公司电子电器废弃物加工处理中心，这是我国第一家建成的环保型废弃物加工处理中心，南京环务资源再生科技有限公司也是南京的电子垃圾处理公司之一。苏州同和资源利用有限公司是江苏省规模最大的一个电子垃圾处理厂， 2006年3月建成年利用电子废物3万吨利用率达9成的泰达电子垃圾处理中心，其将结合溶蚀液可循环重复使用的无污染溶蚀技术及高精密电析纯化技术，将电子废物中的金、银、钯等贵重金属分离回收，同时提炼出锌、铁、铜等其他金属，随后，对剥离了金属后的电路板，进行加工处理，制成符合电子企业生产标准的原材料对于处理过程中产生的污泥、残渣，。“经过了上面的几道工序，普通的电子废物不但全部完成了无害化处理，且利用率将达到90%以上”中国再生资源：http:/www.rrtj.cn/newEbiz1/EbizPortalFG/portal/html/index.html（3）