（机械制造及其自动化专业论文）中国电子线路板的回收状况及其收益评价的研究.pdf

中国电子线路板的回收状况 及其收益评价的研究 摘要 卜 二十世纪六十年代以来，全球经济高速发展，人类物质文明达 、 到了前所未有的高度。而且也使得环境日益恶化、资源日益匮乏。这 阻碍了社会和经济的进一步发展。在大量资源和能源被消耗的同时， 也产生了各种废弃物，其中不乏有毒有害成分。如果对这些废弃物不 进行妥善处理，势必对于环境造成巨大的伤害。然而，在废弃物中又 包含有大量可以利用的资源，对于它们合理的回收利用，可以同时解 决环境和资源问题。所以在当前环境和资源的双重压力下，回收已经 是人类必须面对的严峻问题。 随着电子时代的到来，电子产品的品种、数量剧增，且更新频 繁。对于淘汰的电子产品，如果不妥善处理，将是对环境的一个严重 威胁。尤其是电子线路板，其中含有大量的电子元器件，而这些元器 件和线路板本身都含有多种贵重金属，如果直接作为垃圾进行处理， 除了大量有用元素的浪费以外，由于线路板本身所含重金属成分的原 因，也会造成对环境的严重伤害。解决这一问题的一个有效途径就是 对电子线路板进行回收和再生利用。l 。7 7 本文在实践走访采集资料和数据的基础上，对于中国目前的回 收行业现状进行了综合叙述。 概述了各种回收单位的特点、现状以及经营情况。 总结了常见可回收资源的回收状况、同时对于常见废弃物的各 种处理策略和方法进行了总结。 在此基础上，本文重点叙述了电子线路板回收行业目前的经营 状况。叙述了其经营模式，详细介绍了常用的回收方法和技术， 原材料和产品的来源以及去向，经营中主要面临的问题和困难 等。 同时，对于这个行业的发展趋势和所面临的主要问题等进行了 探讨。 f 作为创新点，本文对电子线路板回收收益问题进行评价。j 经过 综合参考多种方法和理论，给出考虑环境影响因素的社会经济效益评 价方法。该方法除了使用通常的工程经济方法计算企业效益外，还提 出了考虑到环境影响因素的社会经济效益概念，并且将它折合成经济 指标。然后结合实例对这些方法进行了验证和分析讨论。 最后，结合我国目前的实际国情，本文就课题进行过程中思考过 的有关回收产业发展方向，可能的产业模式等问题进行了试探性的讨 论。希望通过这些探讨，能够为本领域的深入研究提供一点启示。v 7 关键词：回收，电子线路板，收益评价，废弃物 _ 奉课题与摩托罗拉公司合作 a b s t r a c t t h em o d e r nm a t e r i a lc u l t u r eo fh u m a nb e i n g sh a sb e e n h i g h l y d e v e l o p e dw i t ht h es w i f te c o n o m i ci n c r e a s es i n c et h i ss i x t y b u tt h e e n v i r o n m e n ta l s o g o t s e r i o u s d a m a g e da l o n g w i t ht h em a t e r i a d e v e l o p m e n t t h er e s o u r c e sa v a i l a b l eb e c o m el e s sa n dl e s s a t h e s eh a v eb e e nt h eo b s t a c l e st o f ur t h e r d e v e l o p m e n t v a s to f w a s t e s i n c l u d i n g n o x i o u s c o m p o n e n t s a p p e a r e dw i t h t h ev a s t c o n s u m i n g o fr e s o u r c e sa n d e n e r g i e s t h e y w i l l d a m a g e o u r e n v i r o n m e n ti m m e n s e l yi fn o tp r o p e r l yd i s p o s e d a tt h es a m et i m e m a n yr e u s e a b l er e s o u r c e sa r ei n c l u d e di nt h ew a s t e s t or e c y c l e t h e mi so fgr e a t i m p o r c a n c et os o l v et h ec u r r e n tr e s o u r c ea n d e n v i r o n m e n tp r o b l e m s e l e c t r o n i cp r o d u c t sa r ew i d e l yu s e dn o w a d a y s t h e i rc a t a l o g u e s a n dq u a n t i t i e si n c r e a s ef l e e t l y ，a n dt h e ya r eu p d a t e df r e q u e n t i yi f n op r o p e rm e l h o d sa r et a k e nt od e a lt h ew a s t e de l e c t r o n i cp r o d u c t s t h ew a s t ea n d d a m a g e a r eo b v i o u s l y p c bi so f s p e c i a li m p o r t a n c e t h e yu s u a l l yi n c l u d e v a r i o u sk i n d so fc o m p o n e n t sa n dn o b l em e t a l s i ft h ew a s t e dp c bi s d i r e c t l yd i s p o s e da sg a r b a g e ，t h e r ew i l l b e d r a m a t i cw a s t e sa d d i n gt ot h ee n d a n g e r i n go fe n v i r o n m e n t t h e b e s tw a yt os o l v et h i sp r o b l e mi st or e c y c l et h ep c b o nt h eb a s i so fc o l l e c t e dd a t a ，t h er e c y c l i n gs i a t u s e si nc h i n aa r e d e s c r i b e di nh i sp a p e r 、t h es t a t u si n c l u d e st h ec h a r a c t e r i s t i c sa n d o p e r a t i o n o fv a r i o u s r e c y c l i n gc o m p a n y ，t h e n o w a d a p t e d t s t r a t a g e m sa n dm e t h o d st o d e a lw i t hc o m m o nw a s t e s a n dt h e s p e c i a lr e g u l a t i o n s i nt h i s f i e l d t h e n ，t h ec u r r e n c i e s o fp c b r e c y c l i n gi n d u s t r ya r ed e t a i l e d t h i sp a p e ri n t r o d u c e dt h ec o m m o n t e c h n o l o g i e sa n ds k i l l s ，t h eo p e r a t i o nm o d e s ，t h er e s o u r c e so fp c b t h eo u t c o m e p r o d u c t s ，a n dt h em a i nd i f f i c u l t i e si nt h i si n d u s t r y t h e t r e n d sa n ds o m ef u r t h e rd i f f i c u l t i e sa r ed i s c u s s e da s a p p e n d i x e s nt h ef o l l o w i n g ，t h ee v a l u a t i o nm e t h o d sf o rt h eb e n e f i t so fp c b r e c y c l i n gi n d u s t r ya r ei n t r o d u c e di nt h i sp a p e r b yc o n s i d e r i n ga n d c o m p a r i n g s o m ec u r r e n t m e t h o d s ，t h i sp a p e rb r i n g s o u tt h e c o n c e p t i o no fs o c i a l b e n e f i t sm e t h o dt o c o n s i d e r i n gt h eg e n e r a l e n v i r o n m e n t - a f f e c t i n g f a c t o r s t h i sm e t h o dc a r e sa b o u tt h e e n v i r o n m e n t a le f f e c t so f r e c y c l i n g a n dc o n v e r t st h ee f f e c t si n t o e c o n o m i ci n d e x t h i sm e t h o di st e s t i f i e dt h r o u g har e a lc a s ts t u d y a n ds o m e c o m p a r e a n da n a l y s i sa r ef o l l o w e d f i n a l l y t h i sp a p e rb r o u g h to u ts o m ep r o b i n gs u g g e s t i o n so nt h e d e v e l o p i n gt r e n d sa n dl e g i s l a t i o n so ft h i sr e c y c l i n gi n d u s t r y a n d h o p e t h e s ew i l lb eh e l p f u lf o rf ur t h e rs t u d y k e yw o r d s ：r e c y c l e ，p c b p r o f i te v a l u a t i o n ，w a s t e 一 兰童壅望查兰堡主兰堡丝兰 苎二兰堡望塞墨兰堂墨 第一章课题意义与背景 1 1 当前世界和中国的环境状况 1 1 1 全球环境问题日益突出 二十世纪六十年代以来，全球经济高速发展，人类的物质文明达到了前所未有 的程度。但是由于无视对环境与资源的影响，人类不得不面对一系列严峻的后果：目 前，全球每年向大气排放5 0 亿吨的二氧化碳，这是导致地球温室效应的直接原因： 过度使用氟利昂，造成了南极上空的臭氧层空洞；此外，酸雨，大气污染，水源污染， 水土流失，沙漠化等现象，不仅给人类健康造成了严重的威胁，更制约了人类的生存 和发展。 另一方面，发达国家奢侈地使用资源和发展中国家粗放式地使用资源，造成了 鼷鼢澎 中国 日本 加拿大美国 垂彩翁 美国德国 挪威美国 图卜1 各国的环境标志 f i g u r e l - l e c o l a b e l so f d i f f e r e n tc o u n t r i e s 上海交通大学硕士学位论文 第一章课题意义与背景 地球资源的迅速消耗。若按目前的消耗水平和方式，到2 5 0 0 年前主要的工业原料将 多数被开采耗尽，人类即将面对资源贫乏的窘境。 环境和资源问题已经引起世界各国的普遍重视，推行“不仅要防止污染，而且 要节约地球上有限的资源”的可持续发展已经得到了广泛的共识，此外，许多国家推 行制造商责任制( e p r ) 和环境标志( e c o 1 a b e l l i n g ) 也是引导企业生产环保性能好 的产品，提高消费者环保意识的有效手段。如美国的“能源之星”，德国的“蓝天使” 等( 见图1 1 ) 。国际i s o 标准化组织也正式颁布了l s 0 1 4 0 0 0 系列环境管理体系标准。 我国政府已明确确定实施可持续发展战略。 1 1 2 中国的环境和资源状况 中国有9 6 0 万平方公里陆地，4 7 0 2 万平方公里海域，1 2 亿人口，是世界上最大 的发展中国家。中国资源总量多，相对量少人均占有量低，品种比较齐全，分布却 很不均衡。表1 1 列出了中国资源的人均值与世界人均值的对比1 3 8 1 。中国现有耕 表卜1 中国人均资源与世界平均水平的比较 国土面积耕地森林草原矿产价值水 项目 ( 公顷 )( 公顷人)( 公顷人)( 公顷人)( 万美元人)( 立方米人) 中国0 _ 8 300 801 101 91 1 92 7 1 0 世界23 202 507 506 51 7 71 | 4 3 4 世界为中国倍数 28 031 368 234 2l4 94 2 2 地9 5 4 6 万公顷，占世界第四位，但人均只有00 8 公顷，仅为世界人均的3 2 ：荒地 面积1 0 8 0 0 万公顷：林业用地2 6 2 8 9 万公顷；中国水资源总量2 8 1 2 4 亿立方米，人均 2 7 1 0 立方米，仅为世界人均的2 3 7 ：中国的矿产资源有1 5 0 多种，已探明的有1 3 6 种。主要矿产资源的保有储量为：煤1 0 0 7 0 7 亿吨， 铁矿石4 5 8 9 亿吨，磷矿石1 3 2 7 万吨钾盐4 6 亿吨。 1 9 9 8 年，我国能源生产总量约为1 2 4 0 0 0 万吨标准 煤，而消费总量为1 3 6 0 0 0 万吨标准煤，能源缺口 为1 2 亿吨标准煤。我国已成为矿产资源进口大国， 预测2 0 0 0 年钢存在1 0 0 0 万吨的缺口，铜存在2 0 万吨的缺口，水泥存在9 0 0 0 万吨的缺口3 9 】、【4 0 】 中国资源消耗高，二次资源利用率低，有相当 一部分可再利用资源变成了污染物。中国每单位国 图1 2 空气污染 f i g u r e i - 2a i r p o l l u t i o n 上海交通大学硕士学位论文第一章课题意义与背景 民生产总值所消耗的矿物原料比发达国家高2 4 倍，也高于印度、巴西。中国总的二 次资源利用率只相当于世界先进水平的1 4 1 3 。大量的废旧物资未得到回收利用。 每年约有3 0 0 万吨废钢铁，6 0 0 万吨废纸未予回收利用，废橡胶回收率仅为3 1 。本 世纪末，中国六大废旧物资产生量将有明显的增加：废钢铁4 1 5 0 4 3 0 0 万吨，废有色 金属1 0 0 1 2 0 万吨，废旧橡胶8 5 9 2 万吨，废e t 塑料2 3 0 2 5 0 万吨，废旧玻璃1 0 4 0 万吨。中国再生工业体系发展缓慢，科技比较落后，工艺技术不能适应本领域的发展 需求，导致废旧物质直接利用率低【4 l 】。 中国正处在工业化和城镇快速发展的时期，对自然资源的开发强度日益加大，污 染物排放量急剧增长对环境的压力不断增加，环境形势十分严峻。城市环境污染在 加剧并向农村蔓延，生态破坏的范围在扩大，程度在加重。一些地区的环境污染和生 态破坏已经成为制约当地发展、威胁人民健康和社会稳定的重要因素之一。 城市污染相当严重。流经城市的河段水质超过三 类标准而不适合于生活用水的达7 8 ，5 0 以上的城 市地下水受到不同程度的污染。( 见图1 2 ) 全国城 市大气环境质量符合一级标准的只占总数的1 左 右。在许多大城市，汽车尾气污染明显加重。工业固 体废物和生活垃圾每年产生近7 亿吨，累积堆存7 0 亿吨以上，垃圾“围城”现象相当普遍。一些地方的 危险废物未进行有效处置而成为重大隐患。 水污染明显( 图1 3 ) 。全国七大水系中近一半河 段受到不同程度的污染，湖泊、水库富营养化程度加 重，太湖、巢湖、滇池最为严重。一些地方水污染事 故频繁，群众缺乏合格的生活用水，因水污染造成的 纠纷日渐增多。 4 0 】 图1 - 3 水污染 f i g u r e l - 3 w a t e rp o l l u t i o n 环境污染威胁人体健康。一些用土法炼汞、炼砷的地方，从事操作的人员和附近 居民发现中毒症状。在些污染严重的乡镇，癌症发病率高出全国平均水平数倍甚至 l o 多倍。 1 1 3 中国的环境政策 中国环境政策的选择受着两个根本性的现实制约。 第一，中国从来没有将来也不可能有工业化国家当时享有的资源和环境容量； 第二，中国至今尚未能超越发达国家曾经走过的发展模式。 3 一 上海交通大学硕士学位论文 第一章课题意义与背景 发达国家的工业化过程，是以全球环境与资源消耗为背景的。它们都有向发展中 国家汲取资源与转移污染的经历发达国家的工业化是以地球生态环境遭到严重破坏 为代价的。作为世界上最大的发展中国家，中国自8 0 年代以来才真正进入以满足市 场需求为目的的工业化阶段的初期，据预测，中国快速稳定增长的黄金时期至少可延 续到2 0 1 0 年。但是，中国这一时期的发展将既无条件也不允许占有象工业化国家当 时享有的世界范围的资源和环境容量。由此产生了影响中国经济与环境政策选择的第 一个矛盾，即快速稳定的经济增长要求与相当有限的资源和环境支持能力的矛盾。 另外，工业化阶段产业结构的特征是重、化工业在国民经济中占重要地位。重、 化工业能耗高，污染严重，曾使发达国家经历了“先污染后治理”的模式。现在，中 国的能源、交通、冶金、化工、建材等重污染产业均处于大发展时期，而且，同样以 这些产业作为主要成分的乡镇工业发展得更快。中国的污染己由点向面、由城市向农 村、由局部向大区域和整个流域蔓延。并且由于污染排放率远超过环境同化能力，从 而使中国整体环境中的积累污染强度持续上升。这一切说明中国发展至今并未摆脱 发达国家工业化的传统模式。由此产生了影响中国经济与环境政策选择的第二个矛 盾，即以重、化工为主导的工业化道路与有效地控制污染排放的矛盾。 上述两种矛盾使人们不得不深思：客观条件能在多大程度上允许处于后发地位的 中国不走发达国家曾走过的道路呢? 如何寻找和确定关于中国经济与环境政策的可 行空间呢? 任何环境政策的终极目标是对污染物排放量实行有效控制，从污染经济学角度， 污染物排放问题可以表征为： 污染物排放总量= 人口( 总产值人口) ( 污染物排放总量总产值) = 人口x 社会发展水平经济排污系数 式中，( 总产值从口) 表征着社会发展水平或社会生活水平，( 污染物排放总量总产 值) 尹征着“经济一排污系数”或称万元产值排污系数 4 0 1 。这样，上式意味着一个 国家或地区的污染物总排放量等于其人口、社会发展水平与经济排污系数的三因子之 积。因此，为了控制和削弱污染排放量，有必要考察这三个因子的可调性。 人口显然是一个可调控量。中国一直执行计划生育政策并把它作为国策，从而使 中国人口的快速增长基本得到控制，人口的自然增长率己低于世界平均水平。但应当 清醒地看到，中国的人口增长率在2 0 5 0 年以前都不会出现零增长或负增长，而将继 续保持正值。这意味着在相当长的时期内，它不会成为稳定或削弱污染物排放总量的 正面因素，而继续起着增大污染总量的作用，只是这一增大的速度将可以是较低的。 可见，人口控制在改善污染排放状况方面仅起着次要作用。它不是目前我国环境政策 上海交通大学硕士学位论文第一章课题意义与背景 的主要考虑对象。 社会发展水平，或社会生活水平，总是要保持一定的上升趋势，这在任何国家都 是重要的发展目标。如果其下降，则意味着发展的失败。因此，人们是不会以牺牲发 展或放弃应有的经济增长速度来迎合单纯的减污目的的。此外，根据库兹涅夫的倒 “u ”曲线，当社会发展水平达到一定高度时，社会将具有足够雄厚的物力和财力， 人们将对环境质量有着新的自觉的追求，而会强化环境投资，创造有利于消除污染、 改善环境质量的各类条件。可见，降低社会发展水平既不现实也不合理，它同样不是 环境政策的直接考虑对象。 在人口、社会发展水平和经济排污系数这三个因子中，真正起决定作用，并值得 深入细致分析的是经济排污系数，它是表征一个国家或地区的经济社会的污染生成率 的综合指数。经济排污系数的上升、稳定或下降，意味着这一国家或地区的污染生成 率的上升、稳定或下降，它将主要地和决定性地影响着整体污染状况的改善。影响经 济污染排放系数的因素可以概括为七个方面，即产业结构、技术水平、消费方式、污 染预防控制与治理、环境法规与管理、环境意识、国际环境协议与合作，它们因此成 为环境保护与污染防治的相关领域。其中的几个主要方面都与回收有着密切的关系。 我国政府于1 9 9 6 年3 月2 0 日颁布了中华人民共和国国民经济和社会发展“九 五”计划和2 0 1 0 年远景目标纲要，中华人民共和国固体废物污染环境防治法也 于1 9 9 6 年4 月1 日起正式颁布实施。标志着我国环境管理、防治固体污染管理进入 了一个崭新的历史里程。这两份重要文件提出了解决我国固体废物污染问题的几项原 则： 我国将贯彻可持续发展战略的原则，力求解决好资源、环境和人口三大问题， 以确保社会持续稳定的发展： 我国将尽力控制固体废物的污染，并使其逐步转化为新的资源，加以利用。 我国坚决反对固体废物的越境转移。 1 2电子产品回收的重要意义 早在工业化的过程中，人们就开始注意到环境污染的问题。当时所采取的措 施主要集中在废弃物的“末端治理”技术上，例如废气、废水的净化、无害化处 理，固体废弃物的堆放、填埋和焚烧技术。随着科技的迅速发展，新技术新成果 的推广和应用使得具有新材料、新功能、新造型的，种类繁多各式各样的新产品 不断地大量涌现。现有的废弃物处置技术已远远不能满足现在及未来不可计数的 上海交通大学硕士学位论文 第一章课鼹意义与背景 淘汰产品的安全处理的要求。目前全球每年有2 4 0 0 万辆汽车报废【3 】；2 0 0 0 年， 全球将有2 0 0 0 万台计算机被淘汰，重量达2 万吨，要完全滤净由于填埋而渗入 地层中的各种有毒化学物质要耗费约2 0 0 年时间【4 】。与此同时，由于堆放填埋 场地的日益紧张，对环境控制的逐渐严格，废弃物处理的费用也在不断提高。 随着电子工业的发展和技术的不断进步而使各种电子产品层出不穷。1 9 9 9 年 我国电子行业完成新产品产值1 8 3 1 亿元人民币，占现价总产值的3 9 1 ，比上 年提高7 9 个百分点。特别是移动通信手机、4 8 英寸背投电视、全新组合音响、 高科技d v d 机、热转印打印机、3 4 英寸彩管、数码相机和摄像机以及手机等专用 锂电池组成了电子信息产业发展产品的新一族。1 9 9 9 年我国电子工业主要产品的 产销情况如表】一2 。 表1 2 19 9 9 年我国电子工业主要产品的产销情况 计笺；生产量o ，。童 ，宴；l 鲁：i 耄乏交鏊i + 指标名称t 。，t 掌碧参本月累计 + 寨l 磐漤黪； 鬻黪 ? ：囊霉j。t 叠 一1 卞 “ 移动电话尊万部 2 3 0 01 1 3 51 0 2 21 9 2 08 0 81 3 7 6 程控交换万线 3 9 8 93 4 7 21 4 93 8 8 53 2 6 51 9 0 机 。 电话单掺? 万部 3 1 9 92 9 2 89 23 1 1 92 8 4 89 5 建冀胡、”等二部 2 3 4 0 2 71 6 7 7 1 63 9 52 3 1 5 4 91 7 3 9 0 03 3 2 电穰鞭鬻i万台 4 0 6 53 7 6 17 23 8 4 23 4 5 31 0 0 收录放机一万台 1 4 2 51 5 3 27 o1 3 9 21 3 7 l1 5 组台音晦、 万台 5 3 35 6 9- 6 45 3 45 6 86 0 激舞掇蠡万部 1 0 2 11 1 0 97 98 8 18 5 03 7 裁灞： 搦熊 万部 12 49 4 6l2 49 4 7 囊麟鼙镬；万台 4 3 33 1 73 6 64 3 43 3 13 0 9 镀趣聋若囊： 万部 3 9 72 9 73 3 93 8 22 6 44 4 7 机 ：。 鬟麟 万台 1 7 7 31 0 2 57 3 11 7 2 8l o l 07 1 1 宇翔移二萋 万台 7 05 52 8 85 74 52 7 7 电子元侉拳万只 1 3 2 4 0 5 8 59 2 0 6 8 0 l4 3 81 2 6 3 7 3 78 5 0 9 7 4 94 8 5 上海变通大学硕士学位论文第一章课题意义与背景 - + 。1，。 5 ：臻嘲窜螽。 万只4 0 0 43 3 6 71 8 93 9 8 43 4 7 51 4 6 辩 万只2 0 0 4 2 7 81 4 8 8 1 0 7 3 4 71 8 8 1 4 8 41 3 6 9 2 8 03 7 4 集成窀躜万块 2 2 8 9 9 81 7 3 2 4 13 2 22 2 1 5 2 21 6 6 0 4 73 3 4 毒舷簧皴 万只 4 8 5 63 3 0 24 7 14 8 0 73 1 0 05 5 1 宠 j 数据来源：信息产业部经运司 电子高科技企业已成为拉动各地区经济增长的重要力量，有些省市电子新产 品产值己超过生产总量的一半以上。电子产品消费已经成为一个消费的热点。以 移动电话为例，一九九七年国内手机用户只有一千三百多万，1 9 9 8 年即暴增到接 近两千五百万，几乎翻了一番，1 9 9 9 年又达到四千三百万，据估计到2 0 0 5 年中 国的移动电话用户将达到三亿。 人们在对产品进行消费的过程中，也在不断地更新产品。特别是消费者愈来 愈追求商品的个性化、时尚化和现代化，就更增加了产品的消耗量，相应地就有 大量的废弃物产生。目前，无论是电视机、计算机还是手机、音像制品的播放器 可以说是日新月异，每个月都有多种新产品推出。例如，摩托罗拉和诺基亚每个 月都有新型号新功能的手机推向市场。各种手机零配件、电池、装饰件等也伴随 着手机的使用而大量地消耗着。我们国家已经成为电子电器产品消费的大国，随 着人们生活水平的提高和各种电子产品的普及，使得大量的计算机、b p 机、电话、 打印机等被淘汰。因此，电子废料的再利用已经成为当前一个主要的问题。 在这些电子废弃物中，不乏有巨大回收和再利用价值的元器件，贵重金属材 料。尤其是电子线路板，其中含有大量的电子元器件，而这些元器件和线路板本 身都含有多种贵重金属，如果直接作为垃圾进行处理，除了大量有用元素的浪费 以外，由于线路板本身吉有多种重金属，如果不慎泄漏到环境中去，将会造成对 环境的严重伤害。解决这些问题的一个有效途径就是对电子线路板进行回收和再 生利用。通过这一途径消除其对于环境的压力，同时获得可以再利用的二次资源。 1 3 课题背景介绍 由以上的论述可以看出，环境问题是影响一个国家是否能实现可持续发展的 上海交通大学硕士学位论文第一章课题意义与背景 决定性因素。因此我国对这一领域的研究也给予了相当的重视。表卜3 列举了近 年来国家自然基金委对绿色制造领域项目的资助情况。可以看出，从1 9 9 6 年就 开始资助有关可拆卸性设计方法的研究，1 9 9 8 年该领域的面上项目已增加为3 个，到1 9 9 9 年国家自然基金综合国内的研究力量，重点进行机电产品绿色设计 理论与方法的研究，研究内容也由开始的专项技术方法的研究转向系统的设计理 论的研究。 我们研究所从1 9 9 5 年开始与德国柏林工业大学合作，开始进行拆卸工艺规 划、可拆卸性设计的研究，先后选择汽车仪表板、冰箱冰柜以及个人电脑等产品 为对象进行研究，积累了一定的研究成果和经验。1 9 9 9 年我们研究所与清华大学、 合肥工业大学以及机械科学研究院四家单位联合承担了国家自然基金重点项目 机电产品的绿色设计理论与方法( 5 9 9 3 5 1 2 0 ) 的研究任务。由前面的讨论我们可 表i - 3n n s f c 近年资助绿色制造领域项目一览 批准号。璜目名称 5 9 9 3 5 1 2 0机电产品的绿色设计理论与方法 5 9 8 7 5 0 5 7基于回收性的汽车绿色设计若干基础问题研究 5 9 8 7 5 0 3 0机械制造环境绿色技术评价体系 5 9 8 7 5 0 8 9绿色制造的理论体系和决策支持技术的研究 5 9 7 7 5 0 4 2机电产品全生命周期工程设计若干关键技术的研究 5 9 7 7 5 0 8 2 机械制造企业清洁化生产理论与应用基础研究 5 9 6 7 5 0 3 7面向可拆卸性的绿色产品设计基础理论和方法的研 以看出，拆卸与回收是绿色制造中的一项重要内容，也是目前机械领域研究的一 个热门课题，因此我选择它作为硕士论文的题目。 作为国际性的跨国公司，摩托罗拉公司对环保事业一向很重视。长期以来致 力于产品回收及绿色产品设计方面的研究。例如，m o t o r o l a 开发的绿色设计辅 助软件g d a ( g r e e nd e s i g na d v i s o t ) 就是用于对其产品进行环境性能的评价和 产品设计的改进。目前摩托罗拉公司准备在亚洲尤其是中国地区深入进行有关回 收问题的研究。因为由于地区差异，不同国家和地区对同一种材料的回收技术和 成本有所区别，因此在同样的回收策略下使用不同国家的回收数据进行评价所得 到的结果可能是不同的。随着m o t o r o l a 在亚洲特别是在中国的不断发展壮大， 其产品在亚洲地区的回收必然成为未来需要解决的问题。因此也就需要对中国和 亚洲地区有关回收的问题进行深入探讨。 上海交通大学蔡建国教授和他的课题组近年来在绿色制造领域进行了一系列 上海交通大学硕士学位论文第一章课题意义与背景 研究，包括面向拆卸与回收的设计、机电产品的绿色设计等。同时，上海交通大 学与当地一些回收企业合作，进行了汽车回收、家用电器回收、电子产品回收等 方面的研究。在此背景下，m o t o r o l a 和上海交通大学决定对中国的回收状况开展 合作研究，并把重点放在对电子产品回收问题的研究上。 在此前提下，本文提出了对于中国电子线路板回收状况的研究问题。希望通 过论文工作，对于中国目前的回收行业现状有一个综合叙述。总结各种回收单位 的特点、现状以及经营情况，以及常见可回收资源的回收状况、并且对于常见废 弃物的各种处理策略和方法进行综述。在此基础上，详细介绍常用的回收方法和 技术，原材料和产品的来源以及去向，经营中主要面临的问题和困难等。同时， 对于这个行业的发展趋势的面临的主要问题等进行探讨。希望通过这些工作，能 够为今后在该领域的研究工作提供一些参考。 上海交通大学硕士学位论文第二章中国电子线路板回收行业状况 第二章中国电子线路板回收行业状况 2 1 回收理论简介 环境问题是影响一个国家是否能实现可持续发展的决定性因素。由于政府立法 和公众环保意识的提高，充分利用资源，对环境影响又极小的绿色产品无疑是今后消 费的主流。所以，许多企业都将绿色产品作为未来企业竞争的重要筹码，不惜投入大 量财力，人力，物力进行研究。 值得注意的是，随着人们的生活水平提高，使得各式各样的新产品层出不穷， 图2 - 1 计算机工业生态系统 f i g u r e 2 - ie c o - s y s t e mo f c o m p u t e ri n d u s t r y 大量产品因为功能过时而被淘汰。目前，全球每年有2 4 0 0 万辆汽车报废，有2 0 0 0 万台计算机被淘汰。而利用现有的固体废弃物的堆放，填埋，和焚烧技术，要全部处 理这些废弃产品，特别是机电产品，需要耗费上百年的时间。对废弃物的回收处理， 不仅关系到充分利用有限的不可再生的资源，而且还涉及防止废弃物污染环境。 上海交通大学硕士学位论文第二章中国电子线路板回收行业状况 2 1 1 工业生态系统 我们知道，自然界是一个由动物、植物、微生物咀及与它们相互联系的各种物质和 能量构成的生态系统。我们把自然界中的生态系统定义为在一定的空间内。生物与非 生物成分通过物质循环、能量流动及信息交换，而构成的生态学功能单位。一个生态 系统的大小是依据人们所研究的对象或内容而确定的，它可咀小至含有藻类的一滴 水，大至整个生物圈。各种生态系统的组成均包括四个基本成分，它们是生产者、消 费者、分解者( 以上三个属于生命系统) 和非生物环境( 包括水、氧气、= 氧化碳、 土壤、光、有机物等) 。 类似地，工业系统也是一个生态系统。它是由生产者( 制造商) 、消费者( 用户) 、 分解者( 拆卸回收企业) 和非生命物质( 矿石、能量、各种材料、信息) 组成的。人 只是这个工业生态系统中的一部分，而人所赖以存在的自然环境、以及对人们行为进 行约束和管理的社会和经济构成了庞大的工业生态系统。 微观地，对产品来讲，就是产品的生态系统。例如，将计算机这种产品作为研究 对象，计算机的生态系统是由计算机的生产商、销售商、出租商、用户以及回收企业 构成的，同时它还涉及到政府立法、金融、银行、交通运输等部门【如图2 1 示) 。 在这个产品的生态系统中。各个环节应相互协调，才能使系统保持平衡并良好运作， 如果某个环节出现问题，当问题恶化到一定程度，这个系统就会失衡乃至崩溃。例如， 如果生产者制造了大量的计算机而远远超出了消费需求，那么产品就会过剩，就会贬 图2 2 工业生态系统的物质能量循环 f i g u r e 2 - 2 m a t e r i a la n de n e r g yf l o wi ni n d u s t r i a le c o s y s t e m 值，引起经济上的波动：如果大量计算机被用户使用完毕并淘汰后不能得到及时有效 地回收，那么就会产生大量废弃物堆积的现象；如果废弃物的总量超出了环境所能够 消化分解的限度，那么环境就会恶化，同时影响到环境所能提供的资源的数量和质量， 生产就受到影响。如果这种恶性循环进一步加强，整个系统就有崩溃的可能性。 如果从宏观来看整个工业系统，它是包含各种产品、各种资源、各种能源以及各 种制造企业、各种消费群体、物资回收企业等等在内的一个庞大的工业生态系统。阻 往，人们片面地发展生产、刺激消费，强调征服自然、改造自然，而没有注意到工业 上海交通大学硕士学位论文 第二章中国电子线路扳回收行业状况 系统是一个闭环的循环型的生态系统( 图2 2 ) ，造成了资源的过度开采、环境的日益 恶化。现在人们越来越认识到，应当遵循客观规律，走可持续发展的道路，使自然、 社会和经济协调地发展。 2 1 2 产品的生命周期 产品的生命周期可以分为商业生命周期和物理生命周期。产品的商业生命周期是 指产品从概念设计、开发研制、生产维修、成熟、重新评价、到更新并产生下一代产 品的一系列商业过程。而产品的物理生命周期是按照材料与能量的流动来定义的。通 常我们所谈论的产品生命周期是指它的物理生命周期。 产品的物理生命周期r 图2 一： ) 开始于材料的获取加工，经历了制造、运输和使 图2 - 3 产品的生命周期 f i g u r e2 - 3 p r o d u c tl i f ec y c l e 用后被淘汰。淘汰的产品可直接回收重用( 二手货) ；或经过拆卸、翻新可重用的零 部件使其返回产品的制造过程；而对于无重用价值的部分进行材料回收使其返回材料 加工；还有一部分材料被分解，作为燃料回收能量或产生再生原料用于材料加工；最 后的废弃物被处置，回到自然界而形成一个封闭的周期。1 9 9 0 年环境毒理学与化学 学会( s e i a c ) 将生命周期评价定义为：“生命周期评价是一种对产品、生产工艺以 及活动对环境的压力进行评价的客观过程，它是通过对能量和物质利用以及由此造成 的环境废物排放进行辨识和量化来进行的。其目的在于评估能量和物质利用，以及废 物排放对环境的影响，寻求改善环境影响的机会以及如何利用这种机会。这种评价贯 穿于产品、工艺和活动的整个生命周期，包括原材料提取与加工、产品制造、运输、 以及销售、产品的利用，再利用，和维护、废弃物循环和最终废物处理。”由此可见， 回收再生是解决环境和资源问题的一个重要手段。 上海交通大学硕士学位论文 第二章中国电子线路扳回收行业状况 2 1 3 回收的分类 回收有多种分类形式。通常从再生利用的角度考虑，主要按照回收的目的和回收 的主要产品进行分类： 回收部件( b e n s 公司回收发动机，整个加以再利用) 回收零件( 通常是可再利用性比较强，且容易获得的零件，如螺母等) 回收材料，仍用于原来用途( 如汽车$ l $ j l 钢铁，瓶子回收玻璃等) 对于某些材料的降级使用( 如塑料，橡胶等有机材料的回收。) 2 1 4 回收的层次 图2 - 4 产品生命结束后的处理 f i g u r e2 - 4d i s p o s a lo f e n d o f - l i f ep r o d u c t s 产品的回收可分为四个主要的层次( 图2 - 5 ) ，即产品层、部件层、零件层和材料层。 也可以详细分解成产品层、部件层、零件层、材料层、能量层和填埋层。其中产品层 是指产品被不断地维护和升级，得以反复使用或作为二手货卖给他人使用。从环境保 护和节约资源的角度来看，产品在这个层次上的回收是级别最高的。部件层和零件层 是产品经过拆解之后将可以重新使用的部分进行翻新和检测，用作同类产品的再制造 或作为配件进入零配件市场。其中部件层回收的级别比零件层高。对于那些无法重用 的零部件或产品将作为材料回收，通过材料的分离、分解和再制造而产生回收材料。 一部分材料被焚烧进行能量回收，其余的残渣将被填埋，而最终会自然分解。从圈 上晦交通大学硕士学位论文 第二章中国电子线路板回收行业状况 2 5 中可以看到，物质的流动有两个主要的方向，一是沿着生产制造过程物质从自 然界被开采、加工、晟后变成产品：另一个方向是沿着回收的过程，物质从产品变成 零部件、材料，最后被分解。此外，物质也通过产品、零部件和材料的反复重用而不 断地得到循环利用。 我们知道，物质反复利用率越高、循环使用中的损失越少，就越节省资源并更利 于保护环境。从这种观点来看，设计者对产品的设计就基本决定了其物质利用率。理 想的设计应使产品具有良好的更新能力，在产品不断升级换代的过程中，仅有很少的 物质被作为材料或能源回收，这一部分被代谢排出的物质将通过新的零部件的更新而 得到补充。 图2 5 产品回收的层次 f j g u m 2 5p r o d u c tr e c y c l el e v e l s ， 2 2 从事线路板回收的企业情况 本课题过程中，笔者走访了多家企业以及相关的管理部门和行业性单位。其中包 括物资公司、回收公司、回收材料的加工生产厂家，以及相关的技术研究单位、政府 管理和监督部门等。下面将按照经营模式的特点，对这些从事线路板回收的企业进行 一1 4 上海交通大学硕士学位论文 第二章中国电子线路板回收行业状况 分类叙述。并且在每个类型中举有代表性的企业作为实例。 2 2 1 新兴综合性经营回收企业 这些公司是在近期才刚刚兴起的以专门从事废弃物处理为主的独立经营单位。 它们的特点是：经营理念新颖，运作规范。有时会获得政府或者其它一些特定行业的 支持，有比较稳定的材料来源。它们的处理方式正规，材料去向通常供给再生利用的 直接执行单位。它们有时会就废弃物再 生利用的技术方法和环境保护等方面给 业务联系单位进行咨询和帮助，以获得 更好的合作结果。 以浦东新金桥工业废弃物管理有限 公司为例： 该公司由上海市政府支持。是在浦 东金桥开发区设立的专门从事废弃物管 图2 - 6 成批的废旧电子线路板 理的综合性回收公司。该公司主要对金 f i g u r e2 - 6m a s sc o l l e c t i o no f w a s t e dp c bp r o d u c t s 桥开发区的一些工厂所产生的工业废弃物进行回收收集工作并进行相应处理。同时他 们还兼营环境咨询和指导。其所做的回收工作方面主要如( 表2 - 1 ) 所示 表2 1 主要废弃物的回收处理方法 簿菇蓬麟 基本上再做循环，已有专业厂家负责生产加工。 凄冀鬻憋先进行分类、挑选，再进入物资回收系统，或者到冶炼厂。 ? 誉鹑瓣饔找下家进行处理。 剿| 没有完全分类，可以通过再生塑料再回收的途径加以利用。 绸封噬美 回收比较少，上海没有人进行专门处理。 鳓骥黻 收得比较少，主要考虑没有固定来源。 l 霸莺隘： 污水主要是处理达标，废油抽干水分再送入油厂炼治。 鬻黼 以焚烧为主。主要因为现在的分离技术不成熟，所以很难分 类，以至回收再利用比较困难。 愿豳鹣懈通过“五联单”来保证实施。 在电子线路板类产品中，它们主要经营的有工业控制机的淘汰或者废弃控制板， 控制器生产厂家所剩余的残次产品和边角料( 如同2 - 6 示) 。它们也进行小规模成批 量回收的电脑等业务。但是，对于市场