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电子废弃物[编辑]


俗称“电子垃圾”,是指被废弃不再使用的电气或电子设备,主要包括电冰箱、空调、洗衣机、电视机等家用电器和计算机等通讯电子产品等的淘汰品。电子垃圾需要谨慎处理,在一些发展中国家,电子垃圾的现象十分严重,造成的环境污染威胁着当地居民的身体健康。广东的贵屿镇是我国民间电子垃圾回收分解最为集中的地区,当地人由此获得丰厚收益的同时也面临着极为严重的污染威胁。                        e-waste就是“电子垃圾”或“电子废弃物”。也可以用waste electronic 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。

电子废弃物的污染与处理技术

随着我国经济发展和科技进步,电子信息技术产业迅猛发展,人类对电子产品的需求也不断膨胀,随之产生了大量的电子废弃物。电子废弃物(俗称电子垃圾)是指由于种种原因如毁坏、达到使用寿命、过时淘汰等的电子电器设备。据国家信息产业部的数据表明,2004年1~11月份,我国电子信息产业完成销售收入21882.3亿元。在生产与消费过程中产生的电子废弃物也随之迅速增加。从2003年起,我国每年至少有500万台电视机、400万台冰箱、500万台洗衣机达到使用寿命而报废。近年来我国电脑、手机的消费量也急剧增加,目前全社会电脑保有量近2000万台,手机约1.9亿部。而电脑和手机的更新淘汰速度远快于家电产品,每年约有500万台电脑、上千万部手机已进入淘汰期。估计2003年仅电脑和家电的淘汰量就将达到3000万台以上,淘汰的量和速度都在不断增加。由于电子废弃物中含有大量的重金属和多氯联苯、铅、汞等有毒有害成分,因而对环境和人体健康构成严重的危害。因此,如何妥善处理电子废弃物,在世界范围内日益受到关注。

1. 电子废弃物的组成及危害
电子废弃物主要由金属、陶瓷、玻璃、树脂纤维、塑料、橡胶、半导体、复合材料等组成。城市固体废弃物中可回收成分含塑料、纺织品、纸、金属、玻璃等,其比例分别为13.5%、2.6%、6.3%、1.1%、3.4%,而电子废弃物中有用材料的比例要高出很多(见表1)。一些电路板中还含有金、钯、铂、银等贵金属以及钽、铌、铈等稀有金属,其典型成分见表2。按照循环经济理念处理电子废弃物,实现电子废弃物的回收利用,可以大大减少废弃物的量,在最大程度上避免环境污染,减少采用传统处理技术所造成的“二次污染”,具有很好的经济效益和社会效益。

表1 几种典型电子设备的成分 %
设备类型 黑色金属 有色金属 塑料 玻璃 线路板 其它
电脑 32 3 22 15 23 5
电话机 <1 4 69 11 16
电视机 10 4 10 41 7 8
洗碗机 51 4 15 <1 30

表2 废弃线路板的典型成分 %

组成 含量 组成 含量
铜 20 硅 15
锌 1 难熔
氧化物 氧化铝 6
铝 2 碱土金属氧化物 6
铅 2 其他 3
镍 2 氧化物合计 30

铁 8 含氮聚合物 1
锡 4 塑料 c·h·o聚合物 25
其它金属 1 卤素聚合物 4
金属合计 40 塑料合计 30

电子废弃物的成分复杂,其中半数以上的材料对人体有害,有一些甚至是剧毒的。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。铅会破坏人的神经、血液系统以及肾脏,影响幼儿大脑的发育。铬化物会破坏人体的dna,引致哮喘等疾病。在微生物的作用下,无机汞会转变为甲基汞,进人人的大脑后破坏神经系统,重者会引起人死亡。遗弃后的空调和制冷设备中的氟利昂排放到大气中后将会破坏臭氧层,引起温室效应,增加人类皮肤癌的发生几率。溴系阻燃剂和含氯塑料低水平的填埋或不适当的燃烧和再生将会排放有毒有害物质。自:2005年3月起,绿色和平组织在广东省贵屿镇及其周边地区共收集了44份环境样本,公布的检测结果表明电子垃圾拆解过程中排出大量有毒重金属和有机化台物,导致空气、水体和土壤的重金属含量严重超标。土壤中钡的吉量超标10倍以上、锡为152倍、铅超标212倍、铬超标达1338倍,水中的污染物超过饮用水标准达数千倍。对在贵屿从业外来人口进行的医学检查显示,在接受调查的人群中88%的人患有皮肤病、神经系统、呼吸系统或消化系统疾病,健康遭到极大损害。

2. 电子废弃物的处理
电子废弃物品种类型非常复杂,各厂家所生产的同种功能的产品从材料选择、设计、生产上也各不相同,一般拆分为印刷电路板(pcb)、电缆电线、显像管等,其回收处理一直是一个相当复杂的问题。20世纪70年代以前、废电路板的回收技术主要着重于对贵金属回收。但随着技术的发展和资源再利用的要求,目前已发展为对铁磁体、有色金属、贵金属和有机物质等的全面回收利用。许多国家都对它的处理处置做了很多的研究,开发出了很多的资源化处理处置工艺(见图1),以回收其中的有用组分,稳定或去除有害组分,减少对环境的影响。目前处理处置电子废弃物的方法主要有化学处理方法、火法、机械处理方法、电化学法或几种方法相结台。

图1 电子废弃物资源化处理流程

2.1 电子废弃物的机械处理
电子废弃物的机械处理是运用各组分之间物理性质差异进行分选的方法,包括拆卸、破碎、分选等步骤,分选处理后的物质再经过后续处理可分别获得金属、塑料、玻璃等再生原料。这种处理方法具有成本低,操作简单,不易造成二次污染,易实现规模化等优势,是目前各国开发的热点。
电子废弃物的拆卸通常是手工操作,以回收其中经过检测有用的电子元器件。但由于电子废弃物中电子元器件数量多,而且结合方式复杂,使得手工处理效率非常低。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(见图2)。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,这样不会对电子元器件造成任何损伤。德国的faps公司采用与电路板自动装配方式相反的原则进行拆卸,先将废电路板放人加热的液体中融化焊料,再用一种scara机械装置根据构件的形状分检出可用的构件。

图2 nec公司开发的废弃电路板处理工艺

为了实现电子废弃物单体的分离,破碎是比较有效的方法。破碎的关键是破碎程度的选择,它不仅影响到破碎设备的能耗,还影响后续的分选效率。破碎的方法很多,主要有冲击破碎、剪切破碎、挤压破碎、摩擦破碎,此外还有低温破碎和湿式破碎等。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。为了提高电子废弃物破碎的效果,减少能源的消耗,为不同物料的有效分选提供保证,必须根据物料的特性,选择合适的破碎方式。瑞典的sr公司开发的转式破碎机与日本nec公司的剪切式破碎采用剪切作用来破碎废旧的印刷线路板,减少了解离后金属的缠绕,得到了较好的解离效果。
电子废弃物的机械分选主要是利用物质间的物理性质差异(如密度、电性、磁性、形状及表面特性等)来实现不同物质的分离。常用的设备有涡流分选机、静电分选机、风力分选机、旋风分离器和风力摇床等。涡流分选机和静电分选机可以分离非铁金属和塑料,风力分选机和旋风分离器可以分选塑料和金属。根据破碎后组分的成分选择相应的分选方法,将大大提高分选的效率,减少后继处理的难度,提高回收效率。
2.2 其他处理方法
电子废弃物的化学处理也称湿法处理,将破碎后的电子废弃物颗粒投入到酸陛或碱性的液体中,浸出液再经过萃取、沉淀、置换、离于交换、过滤以及蒸馏等一系列的过程最终得到高品位的金属。但在化学处理的过程中要使用强酸和剧毒的氟化物等,会产生大量的废液,并排放有毒气体,对环境产生的危害较大。火法处理是将电子废弃物焚烧、熔炼、烧结、熔融等,去除塑料和其他有机成分富集金属的方法。火法处理也会对环境造成严重的危害。从资源回收、生态环境保护等方面来看,这些方法都难以推广。我国广东贵屿镇等采取的就是这两种对环境危害较大的处理方法,给当地的环境以及可持续发展带来了严重的影响。
利用微生物浸取金等贵金属是在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。利用微生物的活动使得金等贵金属合金中其它非贵金属氧化成为可溶物而进入溶液,使贵金属裸露出来以便于回收。生物技术提取金等贵金属具有工艺简单、费用低、操作简单的优点,但浸取时间较长。h.brandl等利用氧化亚铁硫杆菌对经过粉碎预处理的电子废弃物碎块进行浸出试验,在选定的温度、ph、投加量下,可以浸出超过90%的cu,zn和ni,pb以pbso4的形式稳定在沉淀物中。

3. 我国电子废弃物资源化对策
3.1 完善电子废弃物处理的法律法规体系
完善电子废弃物处理的法律法规体系,采取法律手段强制电子废弃物的循环利用,有助于电子废弃物处理过程的全程管理和监督,也是促进电子废弃物循环产业市场化的可靠保证。我国可以借鉴欧盟等西方国家的经验制定有关的法律法规。2003年,国家环保总局发布了《关于加强废弃电子电气设备环境管理的公告》,要求加强电子废弃物的环境管理。国家发展和改革委员会牵头制定的《废旧家电及电子产品回收处理管理条例》,国家环保总局负责起草的《电子废弃物污染环境防治管理办法》,信息产业部起草的《电子信息产品污染防治管理办法》等经历了长时间酝酿,也即将出台。电子废弃物循环利用及其产业发展将逐步纳入法制化管理的轨道。
3.2 实施电子废弃物回收处理许可证制度
由地方环保部门选择处理技术水平和处理能力较大的一家或数家电子废弃物处理企业,发放《电子废弃物回收处理许可证》,并进行监督,环保部门有权对违规或处理不达标的企业收回《电子废弃物回收处理许可证》。电子产品生产商在参与电子废弃物回收与处理过程之前,应在有关环保部门的技术评估后取得《电子废弃物回收处理许可证》,方可投资电子废弃物循环利用产业。对于没有获得证书的电子企业,由其缴纳电子废弃物排放税,并把所缴纳的电子废弃物排放税补贴给相应的回收处理企业。
3.3 实现电子废弃物循环利用产业的规模化和专业化
把市场竞争机制引入电子废弃物循环利用产业领域,充分发挥企业的主观能动性。国家应当把电子废弃物产业确定为战略产业,并从多方面予以优惠政策,鼓励和推动其发展。电子废弃物循环利用企业在依靠技术创新实现资源综合利用的前提下,依托市场,实现规模化生产,实现经济效益、社会效益和环境效益的协调统一。
电子废弃物具有潜在环境污染性和可作为再生资源回收利用的资源性。我国应根据国情,结合发达国家的经验,建立适宜的电子废弃物污染防治道路.应限制对环境造成严重污染的电子产品的生产,开发和研制符合环保要求的绿色电子产品。要鼓励发展电子废弃物回收处理产业,加强回收网络建设。积极增加科技投入,研发一批急需的无害化处理技术和再生资源加工利用技术。同时加强宣传教育,提高全民的环境保护意识,形成全社会重视、全民参与的局面,实现社会的可持续发展。

参考资料: http://baike.baidu.com/view/1379716.htm
扩展阅读: e-waste就是“电子垃圾”或“电子废弃物”。也可以用waste electronic 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。
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创建者: 杨婵

最近更新:2011/11/4 0:11:43

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