（环境工程专业论文）火法冶金工艺处理电子线路板并富集贵稀金属的试验研究.pdf

摘要 摘要 本文对我国电子产品的消费数据及废弃物处理现状进行了深入的研究，对 我国电子废弃物产生量进行了研究预测，得出我国目前正处于电子废弃物高速 增长期；影响我国电子废弃物处理量的主要因素有：国际环境、技术进步、消 费观念的改变、消费水平的提高等。电子废弃物具有污染严重、回收价值高的 双重特点，使电子废弃物不规范回收得以快速发展，致使某些回收集中地区环 境污染十分严重，开发一种二次污染少，经济合理的电子线路板回收处理工艺 成为当务之急。本研究即参考有色金属矿冶，将经矿冶多年实践证明为最经济 的火法冶金工艺运用到电子线路板的处理和贵稀金属富集上来。在火法冶金工 艺的基础上，针对电子线路板的特点，设计了一套集污染处理，金属回收、贵 稀金属富集于一体的火法冶金处理电子线路板的工艺，并针对工艺过程中的运 行工况的问题，进行了初步的试验研究，主要侧重于提高金属回收率和污染物 去除。试验结果表明： 1 以n a 0 h 为造渣材料，在6 0 0 时热解残留物每1 0 0 9 热解残留物投加 1 8 9 n a o h ，折算成线路板为每1 0 0 9 电子线路板投加1 2 9 n a o h ，可实现炉渣金属 熔融分离，且主要金属回收率在9 4 以上，最高达9 9 8 。 2 在不投加造渣材料时，吹炼c u 2 0 渣与金属c u 可实现分离，并能起到浓 缩贵稀金属的作用，但某些贵稀金属回收率不高；在投加第一阶段炉渣作为造 渣材料后，显著提高了金属的回收率并改善了金属与炉渣的分离效果。在炉渣 中c u 2 0 含量大于2 0 时，贵稀金属回收率下降。 3 第三阶段主要目标是实现热解气的氧化去除，防止环境污染，同时还原第 二阶段炉渣，回收其中的c u 。经试验研究，有机物氧化十分完全，c o 、n o x 均达到危险废物焚烧污染控制标准的要求。炉渣中碱性成分对b r 有捕集作 用，可降低烟气中卤素元素的含量，减少二恶英的生成。 关键词：电子线路板，火法冶金工艺，热解，吹炼，分层，富集 a b s t r a c t a b s t r a c t p r o d u c t i o np r e d i c t i o no fe l e c u o n i cw a s t ei nc h i n ai sl n a d eo 虹t h eb a s i so f s t a t i s t i c so fe l e c t r i ca n de l e c t r o n i ca p p l i a n c e sm a n u f a c t u r e da n dc o n s u m e di nc h i n a i tc o n c l u d e dt h a te l e c u o n i cw a s t ei nc h i n ai sn o we x p e r i e n c i n gh i g hg r o w t h t h e f a c t o r sw h i c hi n f l u e n c e0 1 1c h i n ae l e c t r o n i cw a s t ep r o d u c t i o na n dm a n a g e m e n ta t l i s t e da sf o l l o w s ：g l o b a le 1 i v j 瑚m 毗t e c h n o l o g i c a la d v a n c e s ，c o n s u m e r s c o n c e p t , a n dg r o w i n go fs p e n d i n gp o w e r t h ee l e c t r o n i cw a s t eh a st h ec h a r a c t e ro fb o t h g r i e v o u 8p o l l u t i o na n dh i g h v a l u et ob er e c y c l e d t h i sc h a r a c t o rc a u s e da n u n e c o n o m i c a lr e c y c l ed e v e l o p e dq u i c k l y c o r r e s p o n d i n g l y , t h ep o l l u t i o nb , c o m e s b 砌en e c k e f f e c t s0 1 1i t sr e c y c l i n g i tb e c o m e ss i g n i f i c a n c et od e v e l o pa l le c o n o m y a n de n v i r o n m e n tf r i e n d l yt e c h n o l o g yf o rt h ed i s p o s i t i o no fe l e c 订o n i cw a s t e t h e p r a c t i c a le x p e r i e n c eo ft r a d i t i o n a ln o b l e - m e t a l - m e t a u u r g ym a k e si t s b r et h a tt h e e c o n o m i cm e t h o do f e n r i c h m e n to f n o b l em e t a li nr e f i n e do r ei sp y r o m e t a l l u r g y t h i s r e s e a r c hi sr e f e r e n c et ot h ee x p e r i e n c eo fc o p p e rs m e l t , a n du s e sp y r o m c t a l l u r g yi n d i s p o s i n gp c ba n de n r i c h i n gt h en o b l em e t a li np c b d u et ot h ec h a “m ：t i 玎o f w a s t e e l e c t r o n i c r a p sa n dr e f e r r e dt ot h ep r a c t i c a le x p e r i e n c eo f n o b l e m e t a lm e t a l l u r g y , a p r o c e s si sd e s i g n e dt od i s p o s ep c b w h i c hm i x e dp o l l u t i o nh a r n e s s ，m e t a lr e c o v e ra n d e n r i c h m e n to f n o b l em e t a l s as u i to fe x p e r i m e n ti sd o n et oa l l s w a rs o r t i eq u e s t i o n si n o p e r a t i o no ft h i sp r o c e s s t h em a i np u r p o s eo f t h e s ee x p e r i m e n t si st oi m p r o v et h e r e c l a i m e dr a t i oo fm e t a la n dt h ee f f i c i e n c yo fp o l l u t i o nr e m o v a l t h i sr e s e a r c hi s c a r r i e do u ta c c o r d i n gt ot h ep r o c e s sa n dc o m p a r t m e n t a l i z e dt ot h r e em a i np h a s e s c o r r e s p o n d i n g l y t h eo u t c o m eo f t h er e s e a r c hl i s ta sf o l l o w s ： 1 u s i n gn a o ha ss l a g - m a k e - s t u f fc a ns e p a r a t em e t a lw i t hs l a g 1 8 9n a o hi s n e e d e dt om e l t1 0 0 9r u d i m e n to f p y r o g e n a t i o ni nt h et e m p e r a t u r e6 0 0 c a n dt h a ti s t os a y1 2 9n a o hi sn e e d e df o rs e p a r a t i n gm e t a lw i t hs l a g t h er e c l a i m e dr a t i oi s m o r et h a n9 4 t h eh i g h e s to n ei sa m o u n tt o9 9 8 2 t h er e c l a i m e dr a t i oc a l ln o tm e e tw j l ht h ep u r p o s ew i t h o u tu s i n g s l a g - m a k e s t u f f w h e ns l a gf r o mm e t a ls e p a r a t i o ni su s e da ss l a g - m a k e - - s t u f f , t h e n a b s t r a c t r e c l a i m e dr a t i oi si n c r e a s e da n dt h es l a gb e c o m e se a s yt os e p a r a t ef r o mc r u c i b l ea n d m e t a l b u tw h e nt h ec o n t e n to fc u 2 0i ns l a ge x c e e d s2 0 ，t h ef u n c t i o nw i l lb e r e d u c e d 3 t h et h i r di so x i d i z a t i o no fo r g a n i cs u b s t a n c e sp r o d u c e df r o mp y r o g e n a t i o n a n dm i n i m i z e sp o l l u t i o no ft h es y s t e m m o r e v e r , c o p p e rc a nb er e c o v e r e df r o ms l a g f r o me n r i c h m e n to fn o b l em e t a l s b a s e d0 1 1t h eo u t c o m eo fe x p e r i m e n t ，t h e d e c o m p o s em t eo fo r g a n i co i li sv e r yc o m p l e t e 1 1 1 ei n d e xo fc oa n dn o xi sl o w e r t h a nt h e r e q u i r e m e n t o f p o l l u t i o nc o n t r o ls t a n d a r df o rh a z a r d o u sw a s t e s i n c i n e r a t i o n ( g b1 8 4 8 4 - 2 0 0 1 ) t h ea l k a l i n e 啪c a t c hb ra n dl o w e rd o w nt h e c o n t e n to f b ri nf l u eg a s ，b yw h i c ht h ef o r m a t i o no f d i o x i nw i l lb ec o n t r o l l e d k e yw o r d s ：p r i n t e dc i r c u i tb o a r d s ( p c b ) ，p y r o m e t a l l u r g y ，p y r o g e n a t i o n , r e f i n ew i t h b l o w i n ga i r , d i l a m i n a t i o n , e n r i c h m e n t i i i 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定， 同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版 本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、 扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供 本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有 关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前 提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名：黝 沙7 年岁刖夕日 经指导教师同意，本学位论文属于保密，在年解密后适用 本授权书。 指导教师签名：学位论文作者签名： 年月日年月 日 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 宇侈 张训 、各 墀 雠 叩 第1 章引言 1 1 概述 第1 章引言 目前电子废弃物已经成为世界关注的焦点，几乎所有国家都面临这一非常 棘手的难题电子废弃物的回收利用。为此，各国都颁布了相关的法令来应 对电子废弃物的污染。其中最为引人注目的是欧盟的髓e e 和r o i l s 双指令。电 子废弃物是城市垃圾种增长最快的废弃物，欧盟每5 年电子废弃物的增长速率 为1 6 2 8 ，是城市垃圾增长速度的3 6 倍1 4 】。电子废弃物含有大量重金属和 其他有毒成分，如：聚合溴化联苯( p 髓) 、聚合溴化联苯乙醚( p b d e ) 等【5 - 7 1 ， 其毒性强烈，影响时间长，填埋或焚烧都将造成严重的二次污染。 而从资源回收角度看，电子垃圾的潜在价值很高。电子废弃物中含有约4 0 的金属、3 0 的塑料及3 0 氧化物【8 1 9 1 。其中还含有大量可供回收利用的贵稀 金属如：金、银、钯、铟等。而电子线路板中贵稀金属含量更为可观【1o 】。 我国的电子产品的消费空前增长，电子废弃物的产量飞速增长。并且，国 外洋垃圾的不断涌入，使我国面临的电子废弃物的污染问题日益凸现。而目前， 我国电子线路板回收贵稀金属的技术水平很低，很多工艺仍处于实验室阶段或 技术开发阶段，基本上采用机械分离或湿法冶金技术。机械分离得率受粉碎粒 径和分选粒径限制【1 2 】，机械成本高，且分离不彻底，虽然目前有将分离后树脂 作填充料用于生产，但严格来说，仍然属于危险废物，没有得到最终处置，目 前研究较多的是湿法冶金工艺回收贵稀金属【1 3 】1 1 4 ，化学试剂成本高，并需承担 很高的污水处理成本，不适合大规模工业生产。同时，湿法处理前需热解， 空气污染治理成本不小于火法工艺。直接湿法浸取，则产生大量含p b b 、p b d e 及重金属的废渣，只是回收了贵稀金属，没有达到污染治理的目的，反而增加 了环境负担。而火法冶金具有二次污染少，工艺线路短，回收率高，且在火法 过程中可实现贱金属的分类分离，有利于下一步贱金属的回收，适于大规模工 业生产的特点，可以实现废弃物的最终处置，是比较理想的贵稀金属富集回收 的方法。 第1 章引言 1 2 研究技术背景 目前对于电子线路板火法富集回收贵稀金属可供参考的研究成果几乎是空 白，而本研究课题涉及的高温气化分离有机份、氧化吹炼分离活泼贱金属、铜 氧化造渣分离铜并富集贵稀金属、氧化亚铜分层熔炼的几个阶段可分别参考废 弃印刷电路板热解试验研究、低锍氧化吹炼除铁、铜锍吹炼粗铜、铜镍高锍分 层熔炼相关成果。 1 2 1 废弃电子线路板热解试验研究 废弃电子线路板热解主要是指线路板基板材料的热解。组成电子线路板的 基板材料通常为玻璃纤维强化双酚一a 环氧树脂或酚醛树脂【1 6 1 ，交联溴代阻燃剂 和交联固化剂【1 7 】，是热固型材料。研究表明，热解同样适用于热固型复合材料的 回收处理【，我国学者对电子线路板的热解也有较多的研究，如彭科奚、孙路 石等人对印刷线路板进行了热解产物及热力学的研究，取得了一定的科技成果【1 8 】 ”9 】1 2 0 。研究表明，在1 0 7 3 k 的温度条件下，线路板树脂组分能达到完全破坏分 解。这对于在缺氧条件下高温热解电子线路板的可行性提供佐证，对本课题的 研究具有参考价值。 1 2 2 低锍氧化吹炼除铁 有色金属及贵金属冶炼中，铁的分离是一个非常重要的问题，在贵金属浮 选精矿富集熔炼产出的低锍中含f e 2 5 0 ( 是c u + n i 的一倍) ，以f e s 状态存在。 氧化吹炼是分离f e s 的可靠又经济的方法【1 9 1 吹炼过程为高压空气或富氧空气鼓入熔融锍中，使液态f e s 氧化为f e o ，然后 与加入的固态石英s i 0 2 化合为液态( r e o ) 2 s i 0 2 炉渣： f e s + 1 5 0 2 = f e 0 + s 0 2 t 2 f e o ( t ) + s i 0 2 l ，) = 2 f e o s i 0 2 也) 在高温熔炼过程中，氧化反应强烈放热，热量可自热维持吹炼过程需要的高温 外还有过剩，因此氧化吹炼除铁是最经济的冶金过程。吹炼后贵稀金属仍主要 2 第1 章引言 富集在高锍中，但由于吹炼熔体的剧烈翻腾，且渣中含铁高及产生部分高熔点 的f e 3 0 4 ，转炉渣熔点高，粘度大，与造锍熔炼渣相比，氧化吹炼渣中夹带的镍 铜硫化物和贵稀金属多。因此，吹炼渣需返回熔炼炉回收贵稀金属【2 1 l 【翊，由于 本课题研究内容材料性质的特殊性，是否可能避免和减少这部分的损失，减少 重复熔炼过程，是一个值得研究的课题。 1 2 3 铜锍吹炼粗铜 铜镍锍氧化吹炼除铁造橄榄石渣时，锍中的贵金属以较高的回收率富集在 镍铜高锍中，若吹炼时过吹产生部分金属相，则高锍中的贵金属又转入金属相。 铜锍吹炼为粗铜时，吹炼前期产生的少量炉底铜即可捕集铜锍中绝大部分贵金 属，分离这少量富集了贵金属的炉底铜后，继续吹炼产生的粗铜基本上不含贵 金属。根据这一现象，废渣用硫化铜熔炼，捕集了贵金属的铜锍加入部分金属 铜或适当吹炼产生部分金属铜，当金属铜产率约等于2 0 时，贵金属在金属铜 中的回收率( ) 达：a u 9 9 、p t 9 7 、p d 9 5 、r u8 9 、r h 9 9 、i r 9 0 ，而绝大部分 a g 、s e 、t e 留在铜锍中【2 3 1 。以上技术成果对本课题贵稀金属的富集分离有指导 意义。 1 2 4 铜镍高锍分层熔炼 这是南非最早使用的方法，曾以其发明人的名字称为o r f o r d 法。该方法虽然 作为铜镍冶炼技术已不再使用，但在各种共生元素的分离富集规律方面有其特 殊性，对某些特殊成分的含铂族金属原料仍有一定的实用性。 铜镍锍高锍块与硫酸钠、焦炭一起加入鼓风炉熔炼，高温下，硫酸钠分解 为硫化钠并与高锍中的硫化铜形成低密度的合金，而高锍中的硫化镍分离为高 密度的独立相，熔体放出后两相密度及结晶结构相差很大而分为两层，冷却后 剥离，底层硫化镍富集了铂族金属，顶层富集了银、硒、碲和微量的铂族金属。 底层对铂族金属的富集非常有效，分配系数很高，回收率高于9 8 。如能在本 课题的研究中实现分层熔炼，不仅可分离贵稀金属，同时还可实现铜、镍的分 离回收f 堋，对线路板的回收利用效益的提高有很大的现实意义。 第1 章引言 1 3 研究内容 ( 1 ) 我国电子废弃物回收处理现状调研 对我国电子废弃物的产生量及电子废弃物的回收处理现状进行调查研究， 整体把握我国电子废弃物处理行业动态及技术发展水平是进行电子废弃物回收 处理技术研究的前提，为电子废弃物回收处理技术发展的必要性提供基础数据， 并为课题研究方向提供指导。 ( 2 ) 火法工艺的设想 根据电子线路板的物化特性及贵稀金属冶炼的相关理论，查阅收集其相应 的电子线路板回收处理工艺、有色金属冶炼工艺技术和电子线路板裂解相关实 践，设计符合环保要求的电子线路板回收处理工艺线路，在富集贵稀金属的同 时，对环境污染严重的尾气进行处理，并从技术经济方面进行分析，使处理工 艺达到技术可行、经济合理。 ( 3 ) 实验测试 实验部分是该课题的研究重点，根据火法工艺构想搭建实验台，主要包括： 高温裂解分离金属及非金属、氧化吹炼富集贵稀金属、吹炼渣氧化裂解气处理 火法工艺尾气。实验材料为电脑主板的p c b 板。通过高温热解分离实验分析获得 预处理( 破碎) 对热解进程的影响、造渣材料的量对渣的熔点的影响；并对高 温热解分离的运行条件及过程参数进行研究，确定工艺中的影响条件。通过测 定贵稀金属在吹炼渣与金属层中分配的比例关系，研究静置分层时间及渣型机 构、温度等对金属分离的影响，提出合理的工艺参数；通过调整熟解气进气的 流量和吹炼渣中氧化亚铜的浓度研究其对氧化效果的影响，以确定合理的工艺 参数。 具体的实验内容包括： 高温裂解分离金属及非金属 针对废弃电子线路板的特殊的化学组成，确定合理的渣型及控制参数，分 离活泼贱金属及非金属氧化物，提高贵稀金属的回收得率： 氧化吹炼富集贵稀金属 金属富集体中c u 氧化成c u ：o 造渣分离的影响因素及分离效果，渣型选择及 控制参数，贵稀金属在c u 熔体中的富集效果及影响因素，通过测定分层熔炼后 在不同分层中各贵稀金属的分配比例，分析分层熔炼对贵稀金属富集分离的效 4 第1 章引言 果。 吹炼渣氧化热解气处理火法工艺尾气 通过对热解气氧化后尾气的成分分析，研究热解气在氧化亚铜中氧化分解 的效果及影响因素，研究吹炼渣对热解尾气处理的工艺可行性： ( 4 ) 火法工艺富集电子线路中贵稀金属的技术经济及环境影响初步分析 从技术的可操作性、经济性、环境影响等各方面进行初步分析。 1 4 研究意义 1 4 。1 理论意义 铂族金属和金、银与铁及有色金属铜、镍、钴、铅具有相似的晶格半径， 可以在广泛的成分范围形成连续熔体合金或金属间化合物。虽然贵金属种类很 多，但在高温下都被分解成高密度的金属状态，以类质同象进入贱金属熔体合 金，合金的密度大，沉降至熔体底部与炉渣分层。虽然锇、钉为紧密六方金格， 但在高温下也能转变为立方金格并与其他贵贱金属互溶，因此熔融状态的贱金 属及其二元或多元合金都是责金属的有效而可靠的捕集剂。这一原理早已作为 矿物原料中微量乃至痕量贵金属的分析方法，即“火试金法”。用c u - n i - f e 台 金作捕集剂的试金法可捕集全部的金银及铂族金属【2 5 1 1 2 6 1 。 对于矿石原料，主要是以金属硫化物存在，形成以贱金属硫化物捕集贵 稀金属，然后吹炼硫化物形成炉底金属层，利用金属层再次捕集富集贵稀金属 的工艺路线，对于电子线路板，在缺氧条件下气化有机物得到的是金属单质合 金。如何将合金中的贱金属火法分离是一个全新的课题，对于废旧合金分离提 取贵金属也有指导意义。研究c u 。0 与c u 的共熔体系中c u 对贵稀金属的捕集效 果是该工艺能否成功的关键，而c u 2 0 造渣与c u 的分离效果的研究是c u 一贵稀 金属合金能否实现富集的前提。 第1 章引言 1 4 2 实际应用价值 在1 9 世纪以前，钯等铂族金属矿物的开采以富矿为主，随着铂族金属在 工业上用量的增加和相应资源的枯竭，目前对铂族金属矿物的开采品位越来越 低，从十万分之几到千万分之几都在开采，即开采和处理1 吨铂族金属矿物所 得的铂族金属量仅为十几克到零点几克【2 ”，铂族金属的生产成本越来越高。因 此，进行电子垃圾中贵稀金属的回收具有长远的战略意义。 该工艺具有比湿法冶金和机械分离富集贵稀金属更高的得率和工艺线路简 单的优点，并且适应大规模工业应用，这使得其具有很高的开发应用的价值。本 课题的研究不仅对于解决目前我国电子废弃物处理技术落后、环境污染大的现 实问题有促进作用，并且可以提高我国电子废弃物回收利用行业的市场竞争力， 有效提高电子废弃物处理行业的利润，促使电子废弃物的回收走上重视设备和 技术改进的良性发展道路。 6 第2 章我国电子废弃物回收处理现状调查与研究 第2 章我国电子废弃物回收处理现状调查与研究 2 1 电子废弃物及其危害 2 1 1 电子废弃物的定义 主要使用电流、电磁场工作的设备都叫电子设备；废弃不用的电子设备都 属于电子废弃物 2 s l 。电子废弃物主要来源于生产过程中产生的不合格设备及其 零部件；维修过程中产生的报废品及废弃零部件；消费者废弃的设备2 9 】。包括 各种废旧电脑、通讯设备、电视机、电冰箱，以及被淘汰的精密电子仪器仪表 等。根据欧盟w e e e 指令，电子废弃物具体产品如表2 1 。 表2 1 欧盟关于废弃电子电机产品处理的指令中涉及的具体产品项目【”】【瑚 产品种类具体产品名称 大型家电电冰箱、制冷机、洗衣机、烘干机、洗碗机、电炉、微波炉、电热取暖器、电风扇、空调 小型家电吸尘器、地毯清扫机、电熨斗，烤面包机、煎锅、磨咖啡机、电动刀，煮咖啡机、电动牙刷、 括胡刀，电子钟、电子称，吹风机 l t 和通讯设备大型主机、小型机、打字机、个人电脑，笔记本电脑，复印机、电动打字机计算器、终端、 传真机、电话机，无绳电话机，手机、自动接听设备 晴费电器收音机、电视机、录像机、录像插放机、音像设备、电子乐曲 照明设备荧光灯、高压钠灯和其他金属卤化物灯、低压钠灯、其他照明设备 电子电动工具电锯、电钻、电动缝纫机 电动玩具电动火车、电动汽车、手持电子游戏机、电子游戏机 医用设备反射治疗设备、心电图设备，透视设备、辅助呼吸设备、放射药物、试验检查设备、分析设 备、冷冻设备 电子监控设备烟雾探铡器：，热量调节装置、温度控制器 自动售货机自动饮料售货机、自动商品售货机 2 1 2 电子废弃物的危害 2 0 0 3 年8 月2 6 日国家环保总局发布的关于加强废弃电子电气设备环境 管理的公告中将废弃铅酸蓄电池、镍镉电池、汞开关、阴极射线管和多氯联 苯电容器等归入危险废物( 这是与限制危险废物跨国运输的国际公约巴赛尔 7 第2 章我国电子废弃物回收处理现状调查与研究 公约是一致的【3 ”，表2 3 列出了公约中对电子废弃物的分类) 。含有上述废物 或其他危险废物的电子废物属于危险废物。从而在国家法规的层面上给电子废 弃物以概定，由于电子废弃物大多含有上述部件( 电子废弃物中有害成分见表 2 2 ) ，电子废弃物就其大类来说是危险废物，但可以通过拆解，分离不属于危 险废物的部分，从而简化处理过程。 表2 2 电子废弃物中的有害成分p 2 1 污染物来源 卤素碳水化合物冰箱，空调 卤素阻燃剂 线路板，电缆，电子设备外壳 汞显示器 硒光电设备 镍、铺电池及某些计算机显示嚣 铅阴极射线管，焊锡。电容器显示屏 铬金属镀层 表2 3巴赛尔公约中对电子电气废物的分类 电子电器废弃物 视为危险废物的( a i l 8 0 ) 视为非危险废物的( b 1 1 1 0 ) 废旧电器和电子组件或零件含有仅有金属或合金构成的电子装置：电器装置和电子装置或碎 成分，例如t 名录a 所列蓄电池和其 片( 包括印刷电路板不附有名录a 所列的蓄电池和其他电池、汞 他电池，汞开关。明极射线管玻璃和 开关、阴极射线管玻璃和其他具有射线性玻璃、舍p c b 电容器 其他活化玻璃，p c b 电容器或污染了或者没有被附件i 物质( 如镉、汞、铅，p c b ) 污染的程度或对 附件一组成成分如镉、汞、锻、多氯这类物质进行清除后不致使其具有附件m 中所列出的特性( 注意 联苯其程度足以具有附件三所列任何 名录 的有关条目a 1 1 8 0 ；用来直接利用而不是回收处理或最终废 特性( t t 意名录b 中b 1 1 1 0 的相关条 弃的电气或电子装置( 包括印刷电路板、电子元件及电线电缆) 。 目) 。 由于电子废弃物中大量含重金属、p b b 、p b d e 等有毒成分的部件【】，电子废 弃物被填埋，其中的重金属随渗滤液进入地下水，将严重污染地下水和土壤【2 j ： 研究表明，一粒纽扣电池能污染6 0 万l 水( 相当于一个人一生的饮水量) ，而 一节一号电池的溶出物足以使1 立方米的土壤在6 8 年内失去农业价值，影响 时间可以延续5 0 年。而电子废弃物在焚烧过程中，有机物、多氯联苯、卤化物 阻燃剂等的混合燃烧将产生大量二恶英、n 0 x 等有害气体【3 】并且在空调、冰箱 等的粗放拆解过程中，大量的制冷剂( c f c - 1 2 ) 、发泡剂( c f c - 1 1 ) 等破坏臭氧 层的有害气体被直接排放到大气中，将对大气产生严重的污染。 第2 章我国电子废弃物回收处理现状调查与研究 2 2 我国电子废弃物产生量分析预测 家用电器是电子废弃物的重要来源，废旧家用电器的产生量在很大程度上 能反映中国电子废弃物的产生垂。同时，废旧家用电器产生分布广，回收成本 高，是电子废弃物管理中的难点。中国信息产业部和国家经贸委于2 0 0 2 年4 月 2 5 日组织召开的“废旧电子产品回收处理工作座谈会”提到：目前中国电冰箱 的社会保有量为1 3 亿台，洗衣机约1 7 亿台，电视机约3 5 亿台。这些电器 大多是在2 0 世纪8 0 年代中后期进入家庭的。按家电正常使用寿命1 0 1 5 年计 算，专家预测，从2 0 0 3 年起，中国将进入家用电器更新高峰期【2 1 】。可以从下面 中国电子产品的生产消费来预测废弃家电的产生情况 2 2 1 中国电子电气产品生产量 中国是电子电气产品生产和消费的大国，中国历史年份主要电子电气产品 生产量如表2 4 。 表2 4 中国主要电子电气产品生产量 家用电录音机电视机房间用集成电 年份冰箱( 万 电风扇洗衣机计算机移动电话 ( 万台)( 万台) ( 万( 万空调( 万路板( 万 ( 万台)( 万部) 台)台)台)台)块) 1 9 8 96 7 0 7 94 9 9 1 98 2 5 4 32 3 4 92 7 6 6 53 7 4 77 5 41 3 1 5 6 1 9 9 04 6 3 0 65 7 9 9 36 6 2 6 83 0 2 3 52 6 8 4 72 4 0 7 8 2 1 1 0 8 3 8 1 9 9 14 6 9 9 46 2 1 9 16 8 7 1 72 8 7 3 72 6 9 1 ，46 3 0 31 6 2 51 7 0 4 9 1 9 9 24 8 8 7 66 8 3 7 37 0 7 9 3 3 2 3 1 82 8 6 7 8 1 5 8 0 3 1 2 ，6 2 1 6 0 9 9 1 9 9 35 9 6 6 67 3 7 8 38 9 5 8 53 6 4 7 9 3 0 3 3 3 4 6 4 1 1 4 6 6 2 0 1 0 1 1 9 9 47 6 8 1 28 6 1 3 51 0 9 4 2 48 3 9 5 63 2 8 3 33 9 3 4 22 4 ，5 74 8 4 6 2 1 9 9 5 7 1 8 5 4 1 2 9 6 6 6 79 5 2 4 98 5 8 1 43 4 9 6 ，26 8 2 5 68 3 5 75 5 1 6 8 61 4 9 1 9 1 9 9 69 7 9 6 51 0 2 9 1 6 81 0 7 4 7 2 8 6 3 2 83 5 4 1 ，8 7 8 6 2 1 1 3 8 8 33 8 8 9 8 73 5 8 5 8 1 9 9 71 0 4 4 4 38 1 7 1 4 21 2 5 4 4 83 6 2 82 7 1 1 39 7 4 o l2 0 6 ，5 52 5 5 4 5 51 4 4 1 2 8 1 9 9 8 1 0 6 06 7 2 4 9 9 1 2 0 7 3 13 3 0 5 73 4 9 71 1 5 6 8 72 9 1 42 6 2 5 7 72 2 1 5 2 1 9 9 91 2 1 06 1 5 8 1 41 3 4 2 1 75 6 8 6 5 4 2 6 2 1 3 3 7 6 4 4 0 54 1 5 0 0 03 2 0 3 2 0 0 01 2 7 97 6 6 1 6 11 4 4 2 9 87 9 0 5 93 9 3 61 8 2 6 6 76 7 25 8 8 0 0 01 5 0 5 2 0 0 11 3 5 1 2 6 9 6 1 6 i1 3 4 1 6 11 1 3 4 94 0 9 3 72 3 3 3 6 48 7 7 6 56 3 6 2 8 82 4 7 3 9 1 2 0 0 21 5 9 8 8 71 0 7 6 1 31 5 9 5 7 61 5 6 2 5 1 5 5 3 1 3 6 i i 1 4 6 3 5 i9 6 3 1 0 11 2 1 4 6 3 5 2 0 0 32 2 4 2 5 61 2 9 8 0 91 9 6 4 4 62 0 2 9 56 5 4 1 44 8 2 0 8 63 2 1 6 71 4 8 3 1 0 11 8 2 3 1 3 7 根据表2 4 数据，可以分别列出典型家电及集成电路板的生产消费增长情 第2 章我国电子废弃物回收处理现状调查与研究 况曲线，从中可以清楚的看到，计算机和家用空调及集成电路板最近几年成指 数增长，而对于家用冰箱、洗衣机、电视机等较早进入百姓家庭的电子电气产 品的增长基本上呈线性增长，这种增长趋势必将影响今后电子废弃物的增长趋 势。为此，选择电视机和电脑两种不同增长类型电子电气产品废弃量进行预测， 推断其他各种电子废弃物的增长 趋势。 5 0 0 0 2 2 2 废弃电视机产生量预测 电视机在中国家电行业出口 中占有很大的份额，在进行中国 国内废弃电视机产生量的预测 中，必须将这一因素考虑进去， 表2 5 是根据中国国家统计局历 年生产量，进出口量推测在中国 国内销售量的表，由于各年生产 的产品除出口外，在国内销售， 不管是否在本年度销售，产品的 使用年限、淘汰时间以生产日期 进行预测是合理的。电视机的正 常使用年限i o b l 5 年，由于技 术的进步，产品更新换代加快， 选取电视机的报废年限l o ，根据 有关调查资料，中国的家用电器 报废后只有3 0 被废弃，仍有 7 0 保存在居民家中，以此，假 设历年废弃量占报废产品社会 保有量的3 0 ，据此，可以预测 废弃量如表2 6 ，从表中可以看 出，从2 0 0 3 年起，中国电视机 星叁星五星 岛譬零5 昌 西oo 西西西o o o 6 r r r rf - r f r n n 图2 1 家用电子电器产品消费增长情况( ： 台) f i 甄嘲丽萨 i = 塑垫! 堡盛皇堕堡生主! l j j | ， - 一 尸， | _ 丌i z 的废弃量将达到高峰，在2 0 0 3 2 0 0 6 年，年废弃量都将在3 0 0 0 万台以上，此 o 咖 咖 咖 咖 o 4 3 2 1 o o o o o o 0 o o 0 抑侣伯惶恤曰6 4 2 第2 章我国电子废弃物回收处理现状调查与研究 后，将趋于平稳。这一预测是在没有考虑产品更新换代的前提下进行的，如果 考虑数字电视、等离子彩电、液晶电视的技术进步和全面推广，将大大加快电 视机的淘汰过程，加大废弃物产生量。 表2 5 中国电视机消费量统计表 表2 6 中国电视机废弃量预测表 电视机( 万台 年份国内销出口 进 进出 生产量口 费量量口差 量 1 9 8 92 7 6 6 52 7 6 6 5 4 1 9 9 02 6 8 4 7 2 6 8 4 7 1 9 9 12 6 9 1 42 6 9 1 4 1 1 9 9 22 8 6 7 82 8 6 7 8 2 1 9 9 33 0 3 33 0 3 2 9 7 1 9 9 43 2 8 3 33 3 5 8 2 67 57 5 1 9 9 53 4 9 6 23 6 1 22 31 1 61 1 6 1 9 9 63 5 4 1 83 5 8 3 8 14 24 2 1 9 9 72 7 1 1 31 8 4 8 3 39 0 64 3- 8 6 3 1 9 9 83 4 9 72 5 0 81 0 2 03 1- 9 8 9 1 9 9 94 2 6 22 9 9 01 2 9 82 6- 1 2 7 2 2 0 0 03 9 3 62 0 0 21 9 4 41 0- 1 9 3 4 2 0 0 14 0 9 3 72 0 0 0 72 1 0 292 0 9 3 2 0 0 25 1 5 52 0 0 73 1 6 51 7- 3 1 4 8 2 0 0 36 5 4 1 4 1 8 8 0 4 4 7 6 2 1 0 1- 4 6 6 1 2 2 3 计算机废弃量预测 电视机废弃量预测 年份累计废弃 年报废量年废弃量 保有量 1 9 9 9 2 7 6 6 52 0 5 3 6 1 4 7 9 1 7 6 2 0 0 02 6 8 4 72 2 4 2 9 45 2 3 3 5 2 2 0 0 12 6 9 1 42 3 7 7 4 8 5 5 4 7 4 5 2 0 0 22 8 6 7 82 5 2 4 5 75 8 9 0 6 7 2 0 0 33 0 3 2 9 72 6 7 7 0 96 2 4 6 5 5 2 0 0 43 3 5 8 2 62 8 8 1 4 46 7 2 3 3 7 2 0 0 5 3 6 1 2 2 33 1 0 0 6 8 7 2 3 4 9 2 2 0 0 6 3 5 8 3 8 l3 2 4 5 6 2 7 5 7 3 1 1 2 0 0 71 8 4 8 3 32 8 2 6 4 36 5 9 5 0 1 2 0 0 82 5 0 82 7 3 0 9 06 3 7 2 1 1 2 0 0 92 9 9 02 8 0 8 6 36 5 5 3 4 7 2 0 1 02 0 0 22 5 6 6 6 45 9 8 8 8 3 2 0 1 12 0 0 0 72 3 9 6 8 65 5 9 2 6 7 2 0 1 2 2 0 0 72 2 7 9 9 0 5 3 1 9 7 7 2 0 1 31 8 8 0 42 1 6 0 0 5 5 0 4 0 1 2 中国近年计算机的生产和消费量呈指数上升趋势，并且计算机的使用年限 也越来越短。据美国国家安全委员会估计，1 9 9 2 年电脑的平均寿命为4 5 年， 到2 0 0 5 年仅为2 年。从中国实际出发，假定1 9 9 5 年生产的电脑的平均使用寿 命为5 年，1 9 9 6 2 0 0 0 年间生产的电脑使用寿命为4 年，2 0 0 1 年2 0 0 6 年间生 产的电脑平均使用寿命为3 年。由于电脑是高值消费品，对于单位用户来说， 电脑是固定资产，对于大多数单位来说，由于淘汰的电脑还未达到固定资产折 旧年限，大多废弃的电脑被堆积在单位仓库里，而作为个人用户，一般报废后 不忍丢弃，也将其束之高阁。同样，以累计报废量的3 0 作为废弃比例来预测 电脑废弃量，预测结果如表2 7 第2 章我国电子废弃物回收处理现状调查与研究 表2 7 废弃电脑产生量预测 计算机( 万台) 年份 年报废累计报废 产生量使用寿命年废弃量 量保有量 1 9 8 97 5 45 1 9 9 08 2 15 1 9 9 11 6 2 55 1 9 9 21 2 6 25 1 9 9 31 4 6 657 5 42 2 65 2 8 1 9 9 42 4 5 758 2 l 4 0 5 9 4 4 1 9 9 58 3 5 751 6 2 57 7 11 7 9 8 1 9 9 61 3 8 8 341 2 6 29 1 82 1 4 2 1 9 9 72 0 6 5 541 4 6 61 0 8 22 5 2 6 1 9 9 82 9 1 442 4 5 71 4 9 5 3 4 8 8 1 9 9 94 0 542 2 2 47 7 1 8 1 8 0 1 0 2 0 0 06 7 242 0 6 5 51 1 5 9 92 7 0 6 5 2 0 0 1 8 7 7 6 5 3 2 9 1 ，4 1 6 8 6 2 3 9 3 4 4 2 0 0 2 1 4 6 3 5 1 34 0 52 3 9 5 35 5 8 9 1 2 0 0 33 2 1 6 731 5 4 9 6 56 3 2 5 71 4 7 5 9 9 2 0 0 4 4 3 3 9 431 4 6 3 58 8 1 8 52 0 5 7 6 4 2 0 0 5 6 9 1 6 6 8 3 3 2 1 6 7 1 5 8 2 3 0 3 6 9 2 0 4 2 0 0 61 1 0 2 4 6 734 3 3 9 42 4 0 9 4 35 6 2 2 0 1 根据表中数据，可以画出计算 机年废弃量增长曲线，如图2 3 。从 图中可以