（环境科学专业论文）废弃印刷线路板的资源化回收技术研究.pdf

摘要 论文分析了目前线路板中非金属卡于料的处置现状并且比较了回收利用技术。 研究了将非金属粉末作为填料填充掣料的物理回收利用工艺。实验以一定粒度 的非金属粉末填允聚丙烯塑料制得复合板材，考察了粉末粒径、填充量、改性 剂及用鼋对复合材料力学性能和物理性能的影响。结果表明：细粒径粉末填充 的材料具有较好的力学性能；马米酸酐接枝聚内烯能显著增强填料和树脂基体 的界面粘结力，提高材料的综合力学性能。由线路板非金属粉末填充所制得的 板材具有密度小、吸水率低、硬度赢的特点，其力学性能与索规滑石粉晕i 碳酸 钙填料制得的复合材料相当，可颦铂较好的应用前景。 在问歇反应器中考察r 线路板基材的水热分解行为。采用c r c - m s ，h l ? l c ， s e m ，t o c 等分析手段对液相硐i 固相产物进行定性和定量分析。线路板基材在 2 4 0 - 4 0 0 ( 2 的高温水热条件f 发生降解反应，分解生成包括苯酚、甲酚、对异丙 基苯酚等在内的液相产物，同时得到主要成分是玻璃纤维和分解残余物的同相 产物。研究以苯酚、邻甲酚、对甲酚和对异丙摹苯酚为目标产物，考察了催化 剂浓度、温度、时问、溶液体积等圉素对苯酚类物质总产率的影响，确定了适 宜的反应条件。并且根据基材树脂的分子结构和水热反应产物，初步探讨了线 路板基材树脂的水热分解途径。 为了探知基材树脂。 l 的溴阻燃剂在水热条件下的降解行为，选择2 一溴酚作为 模型化合物，研究了2 - 溴酚在2 5 0 3 5 0 的高温液态水中的降解反应和动力学。 结果表明：升高温度和添加碱性物质能显著提高反应的脱溴率。在实验范围内， 2 溴酚在0 1 m 碳酸钠溶液中的降解可以用一级反应方程式表达。反应的活化能 为1 1 4 ，7k j m o i 。研究为采用水热技术回收处理电子废弃物中含卤塑料提供了依 据。 关键词；废弃印刷线路板，资源化，机械回收，流态化分选，水热处理 a b s t r a c t a b s t r a c t i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yi n n o v a t i o na n dm a r k e te x p a n s i o nc o n t i n u et oa c c e l c r a t e t h er e p l a c e m e n to f t h ee q u i p m e n t , w h i c hl e dt oas i g n i f i c a n ti n c r e a s eo f w a s t ee l e c t r i c a n de l e c t r o n i ce q u i p m e n t ( w e e e ) t h ee v e r - i n c r e a s i n ga u l o u n to fw e e ec x e r l sg r e a t i m p a c to nt h ee c o l o g i c a le n v i r o n m e n ta n dh a sb e c o m eac o m m o g lp r o b l e mf a c i n gt o m o d e r nc i v i l i z e ds o c i e t y a st h ep r i m a r yc o m p o n e n t so fe l e c t r o n i ci n d u s t r y ，p r i n t e d c i r c u i tb o a r d s ( p c b ) a r ec o m m o n l yf o u n di na l m o s ta l lk i n d so f e l e c t r o n i cp r o d u c t s r e c e n t l yl a r g eq u a n t i t i e so fp c bs c r a p sh a v eb e e ng e n e r a t e d a tt h ef a s tr a t eo f o b s o l e s c e n c eo f w e e e r e s e a r c ho n1 1 1 er e u t i l i z a t i o na n ds a f ed i s p o s a lo f w a s t ep c b h a sag r e a tp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c ef o ri t sp o t e n t i a lh i g hv a l u ea n de n v i r o n m e n t a l p o l l u t i o n i nt h i sp a p e r , t h er e c y c l i n gp r o c e s sa n dr e u t i l i z a t i o no fw a s t ep c bh a v eb e e n s t u d i e d a ne f f e c t i v ea n de n v i r o n m e n t a lf r i e n d l ym e c h a n i c a lp r o c e s si n c l u d i n g d i s m a n t l i n g , c r u s h i n ga n dc l a s s i f i c a t i o nh a sb e e nd e v e l o p e d t or e a l i z et h em e t a l sa n d n o n m e t a l si nw a s t ep c br e c l a i m e d i na d d i t i o n ，t h er e c o v e r yo f p c bs u b s t r a t er e s h ab y h y d r o t h e r m a lt r e a t m e n th a sa l s ob e e np r e l i m i n a r ye x p l o r e d b a s e do nt h ea n a l y z eo f t h es t r u c t u r ea n di n t e r f a c ec h a r a c t e r i s t i c so f p c b ，ah i g h s p e e dh a m m e r m i l lw a se m p l o y e d 协a c h i e v em e t a l sii h e r a t i o nf r o mw a s t ep c b b yt h e i m p a c ts t r e s sa n ds h e a r i n gf o r c eo f t h ec r u s h i n gr i n g s t h ec r u s h e dp r o d u c t sf r o mt h e h a m m e rm i l lw e f ea n a l y z e db ys i e v i n ga n a l y s i sa n dm i c r o s c o p i ce x a m i n a t i o n t h e r e s u l t ss h o wt h a tw h e nt h ed i s c h a r g e5 c l e e ns i z ei s2 0n u n , a b o u t8 0 o ft o t a lm e t a l c o n t a i n e di np c bi sp r i m a r i l yd i s t r i b u t e di nt h es i z er a n g ef r o mo 1 2 5t o1 0m m , w h i l e n o n m e t a l sa t ee n r i c h e di nt h ef i n ef r a c t i o n sb e l o wo 5 0m n lm e t a ll i b e r a t i o nd e g r e e i n c r e a s e sw i t hp a r t i c l es i z ed e c r e a s ea n dt h em e t a l sa c h i e v es a t i s f a c t o r yl i b e r a t i o na t p a r t i c l es i z eb e l o wo 8 0m m s e l e c t i v ec o m m i n u t i o n0 c 4 ：1 1 1 $ i nt h ec r u s h i n gp r o c e s s w h i c hp r o v i d e sa na p p r o p r i a t ef e e dm a t e r i a lf o rt h es u b s e q u e n ts e p a r a t i o n m e t a l sr e c o v e r yf r o mc r u s h e dp c bp o w d e r sh a sb e e ns t u d i e du s i n gt h es p e c i a l l y d e s i g n e dg a s s o l i df l u i d i z a t i o ns e p a r a t i o na p p a r a t u s t h ef l u i d i z a t i o na n ds e p a r a t i o n c h a r a c t e r i s t i c so f m e t a i sa n dn o n m e t a l si nc r u s h e dp c bp o w d e r sw e r ed c s c r i b e di nt h e h i a b s t r a a f l u i d i z e db e d a c c o r d i n gt ot h ep a r t i c l e ss e p a r a t i o np r i n c i p l ei nt h ef l u i d i z e db e d , t w o o p e r a t i o nm o d e si n c l u d i n gp n e u m a t i cs e p a r a t i o na n df l u i d i z a t i o ns e p a r a t i o n i n b u b b l e - f l u i d i z e db e dw e r ee m p l o y e d t h ei n f l u e n c eo ft h eo p e r a t i n gv a r i a b l e so n s e p a r a t i o ne f f e c ts u c ha sf e e d s t o c ka m o u n t g a sv e l o c i t yh a sa l s ob e e nd i s c u s s e d r e l a t i v e l yh i g hm e t a lc o n c e n t r a t ea n da p p r o x i m a t e l y9 0 0 , 6m e t a lr e c o v e r yc a nb e o b t a i n e df r o mt h em a i ns i z eo 1 2 5 0 8 0n u l lf r a c t i o nb yp n e u m a t i cs e p a r a t i o nf o rt h e o p t i m a lo p e r a t i n gc o n d i t i o n s g o o df l u i d i z a t i o nc o u l db ea c h i e v e df o rt h ef m ep a r t i c l e s b e l o wo 5 0m i l l f o rt h ef r a c t i o n so fo 2 5 - 0 5 0m ma n d0 0 7 4 - 0 2 5m mr e s p e c t i v e l y w h e nt h eb e da s p e c tr a t i oi s1 2a n ds e p a r a t i o nt i m ei s5 m i i lt h ef l u i d i z e db e dp o s s e s t h eb e s ts e p a r a t i o np e r f o r m a n c ew i t hat o t a lm e t a lr e c o v e r ye x c e s s9 0 a tt h eg a s v e l o c i t yo f 0 4 2 4m s ，0 2 2 6m s t h ed i s p o s a ls t a t u sa n dr e u t i l i z a t i o nt e c h n o l o g yo fn o n m e t a lm a t e r i a lr e c l a i m e d f r o mw a s t ep c ba t ei n t r o d u c e d ap h y s i c a lm e t h o dh a sb e e nd e v e l o p e df o rr e u s i n g n o n m e t a lp o w d e r s 笛f i l l e r sf o rp o l y m e r 。p o l y p r o p y l e n e ( p p ) c o m p o s i t e sf i l l e dw i t h n o n m e t a lp o w d e r sw e r ep r e p a r e d t h ee f f e c t so ff i l l e rs i z ea n dc o n t e n t ，t h e e o m p a t i b i l i z e rc o n t e n to nt h em e c h a n i c a lp e r f o r m a n c ea n ds o m ep h y s i c a lp r o p e r t i e so f t h ec o m p o s i t e sw e r ei n v e s t i g a t e d t h ec o m p o s i t e sw i t hs m a l l e rf i l l e rs i z ed i s p l a yb e t t e r m e c h a n i c a lp e r f o r m a n c et h a nt h o s ew i t hl a r g e rf i l l e rs i z e 1 1 l er e s u l t ss h o wt h a tm a l e i c a n h y d r i d e - g r a f r e dp o l y p r o p y l e n e ( m a h - g - p p ) c o u l d e n h a n c et h ei n t e r f a c i a l c o m p a t i b i l i t ya n da d h e s i o nb e t w e e np pm a t r i xa n dn o n m e t a lf i l l e r s ，l e a d i n gt oh i g h e r m e c h a n i c a lp e r f o r m a n c e c o m p a r e dw i t ht h ec o m p o s i t e sf i l l e dw i t ht r a d i t i o n a lf i l l e r s ， s u c ha st a l ca n dc a c o sp o w d e r , c o m p o s i t e sf i l l e dw i t hn o n m e t a lp o w d e r se x h i b i t l i g h t g r a v i t y , w a t e r p r o o f a n dh i g hh a r d n e s sb e s i d e st h ee q u i v a l e n tm e c h a n i c a lp e r f o r m a n c e ， w h i c hh a v eag o o da p p l i c a t i o np e r s p e c t i v e t h ed e c o m p o s i t i o nb e h a v i o ro fp c bs u b s t r a t er e s i ni ns u b e r i t i c a la n d s u p e r c r i t i c a l w a t e rw a se x p l o r e di nab a t c hr e a c t o ru n d e rn 2a t m o s ；p h e r e t h e d e p o l y m e r i z a t i o np r o d u c t sw e r ea n a l y z e db yg c - m s ，h p l c ，t o c ，s e m ，r e s p e c t i v e l y t h ee p o x yr e s i nw a s d e c o m p o s e dt o i t sm o n o m e r ss u c ha s p h e n o l ，c r e s o l s ， p - i s o p r o p y l p h e n o lb yr e a c t i o n si nh o tw a t e ri nt h et e m p e r a t u r ef r o m2 4 0 t o4 0 0 c t h e s o l i dr e s i d u e c o n t a i n s g l a s s f i b e r a n dr e s i n r e s i d u e t h ee f f e c t o f c a t a l y s t c o n c e n t r a t i o n , t e m p e r a t u r e ，r e a c t i o n t i m ea n dw a t e rv o l u m eo nt h ey i e l d so f p h e n o l ，o - c r e s o l ，p - c r e s o l i v a b s t r a c t a n dp - i s o p r o p y l p h e n o lw e r ei n v e s t i g a t e d a c c o r d i n gt ot h er e s i nm o l e c u l a rs t r u c t u r e a n dt h ed e p o l y m e r i z a t i o np r o d u c t s ，t h ed e c o m p o s i t i o np a t hf o rr e s i ni nh y d r o t h e r m a l c o n d i t i o nh a sa l s ob e e nd i s c u s s e d 2 - b r o m o o h e n o lh a sb e e nc h o s e na st h em o d e lc o m p o n e n ti no r d e rt oe x p l o r et h e d e t a i l so fd e c o m p o s i t i o no fb r o m i n a t e df l a m er e t a r d , a n t si nw a s t ep c bd u r i n gt h e h y d r o t h e r m a lp r o c e s s d e c o m p o s i t i o nr e a c t i o na n dk i n e t i c so f2 - b r o m o p h e n o li nh o t w a t e rw e r es t u d i e di nt h et e m p e r a t u r ef r o m2 5 0t o3 5 0 。cw i t hab a t c hr e a c t o r t h e r e s u l t ss h o wt h a tt h ed e b r o m i n a t i o nr a t eo f2 - b r o m o p h e n o lc a nb ea c c e l e r a t e d s i g n i f i c a n t l yb yi n c r e a s i n gt e m p e r a t u r ea n da d d i n g a l k a l i n em a t e r i a l s w i t l la f i r s t - o r d e rk i n e t i c se q u a t i o n t h ea c t i v a t i o ne n e r g i e se v a l u a t e di sl1 4 7k j t o o lf o rt h e d e c o m p o s i t i o no f2 - b r o m o o h e n o li n0 1mn a 2 c 0 3s o l u t i o n t h i sw o r kd e m o n s t r a t e s t h ep o s s i b l eu s eo fh y d r o t h e r m a lt r e a t m e n tf o rt h e d e h a l o g e n a t i o n o fw a s t e h a l o g e n - c o n t a i n i n gp l a s t i c si nw e e er e c y c l i n g k e yw o r d s ：w a s t ep r i n t e dc i r c u i tb o a r d ，r e u t i l i z a t i o n ，m e c h a n i c a lr e c y c l i n g ， f l u i d i z a t i o ns e p a r a t i o n ，h y d r o t h e r m a lt r e a t m e n t v 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：荨压仪 妒，孑年；月，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。 学位论文作者签名：f 拟v 4 矿哆年；月i 日 【申请同济大学工学博上学位论文】第1 章绪论 第1 章绪论 1 1 电子废弃物及其生态环境问题 2 0 世纪以来，科学技术的迅猛发展使人类社会的生产和生活方式发生了深 刻变革，以信息技术为核心的电子t 业，成为推动社会经济发展和人类文明进 步的蓖要支柱性产业。近年来，随着电子信息产业的快速发艘，层出卜穷的技 术创新与持续的市场膨胀需求加速丁电子产品的更新换代，产生了大量的电子 废弃物。据统计，世界上每小时就有4 0 0 0 吨电子垃圾产生，全球每年电子电器 设备废料产量高达2 0 0 0 - 5 0 0 0 万吨：并以每年3 - 8 的速度增长【l i 。数量如此庞 大的电子废弃物，给全球的生态环境造成了巨人的威胁，成为困扰全球可持续 发展的新环境问题。 1 1 电子废弃物概况 电予废弃物，俗称“电子垃圾”，是各种接近其“使用寿命”终点的电子 产品的通称。随着电子技术的发展和广泛应用，电子产品的范围还在小断延伸， 因此目前很难对电子废弃物具体内容给出准确的界定。世界各国在研究和制定 本国电子废弃物问题解决方案时，通常根据自身实际情况，选择代表性的电子 产品分析。 欧盟废弃电子电器设备指令( 简称w e e e 指令) 中将电子电器产品定 义为依靠电流或电磁场才能够正常工作的产品，其使用的交流或直流电压分别 不超过1 0 0 0 或1 5 0 0 伏，电子废弃物就是废弃的定义内的电子电器产品，并包 括所有的附件、零部件和消耗品【甜。 我国借鉴了欧盟的定义，在2 0 0 7 年国家环境保护总局签发的电子废物污 染环境防治管理办法中，将电子废弃物定义为废弃的电子电器产品、电子电 气设备及其废弃零部件、元器件和国家环境保护总局会同有关部门规定纳入电 子废物管理的物品、物质。包括工业生产活动中产生的报废产品或者设备、报 废的半成品和下脚料，产品或者设备维修、翻新、再制造过程产生的报废品， 日常生活或者为日常生活提供服务的活动中废弃的产品或者设备，以及法律法 规禁止生产或者进口的产品或者设备1 3 l 。 【中请同济大学工学博上学位论文】第l 章绪论 1 1 1 1 分类 欧盟w e e e 指令中将电子废弃物划分为包括大型家用电器、小型家用电器、 信息技术与通讯设备、用户设备、照明设备、电动工具、电动玩具、除植入型 帛1 感染型产品之外的医疗设备、瓶视与控制设备、自动售货机等1 0 大类，并分 类列出了l o o 多种产品。这种分类方法止逐渐成为一个被广泛接受的标准。在 西欧国家，废弃的大小型家用电器、信息技术与通讯设备和用户设备占据了 w e e e 总攀的9 5 左右1 4 i 。 1 1 1 2 材料组成 与普通的生活垃圾不同，电了废弃物是山金属和非金属材料通过物理或化 学方式联结构成的混合物。虽然各种材料在不同电子产品中的比例会有较大差 异，但就整体而言，金属和颦料所占比例最高。表1 1 列出了常见的p q 种家用电 器中所台的主要材料1 纠。 表1 1 四种家用电器所含的主要成分 电子废弃物咔，材料鹩多样性藕复杂性使得很难给出其通用的物质组成。不 过许多研究分析表明，电子废弃物主要包含五种类别的物质：黑色金属、有色 金属、玻璃，塑料及其它。欧洲资源和废物管理中心的研究结果显示1 6 1 ：电子废 弃物中最常见的物质是钢铁，占全部重量的一半左右：塑料是第二大组分，约 占总重量的2 1 ；其余金属约占全部重量的1 3 ，其中铜占7 ，具体的物质组 成如图1 1 所示。瑞士的s 、v 1 c o s e n s 回收系统在电子废弃物回收过程中也发 现了与上述情况类似的电子废弃物组成1 4 1 。 2 【申请同济大学工学博上学位论文】第1 章绪论 图11 电子废弃物的物质组成 1 1 1 3 主要特点 ( 1 ) 数量巨大、种类繁多 当今世界正面临着前所未有的电子废弃物浪潮。进入2 0 世纪8 0 年代，受 电子产品高度普及、产品更新速度加快等因素的影响，家庭逐渐成为电子废弃 物的主要来源，电子废弃物数量快速增加。据统计，美国每年产生6 0 0 万吨电 子废弃物，其中废弃手机数量约为1 3 亿部年，废弃电脑数量约为4 0 0 0 万台 年1 7 1 。欧盟国家每年产生的废弃电子电器设备数量约为9 0 0 万吨，占据城市固体 废弃物总量的3 - 5 ，并且每5 年以1 6 - 2 8 的速度增长，是城市垃圾增长速度的 3 5 倍。在中国，估算结果显示2 0 0 3 年电脑年废弃量达4 4 7 万台，电视机、冰 箱的废弃量分别为4 2 2 9 万台和9 7 6 万台，洗衣机废弃量在2 0 0 5 年达到高峰， 约1 5 2 1 万台【8 1 。 报废的电子电器产品种类繁多，几乎涉及到生产和生活的各个方面。而每 一类又包含许多种产品，就是同一产品，不同型号、厂家和不同年代生产的产 品在外形、体积、结构、采用的元件和原材料亦有很大的差别，电子电器产品 的多样性和复杂性给电子废弃物的回收、运输、分类、拆解以及处理方面带来 很大的困难。 ( 2 ) 危害性和资源性并存 3 【申请同济大学工学博上学位论文】第1 章绪论 电子废弃物中含有大量的有毒有害物质。以电脑为例，制造一台电脑需7 0 0 多种化学原料，其中3 0 0 多种对人体有害，其中包括铅、钡、镉、汞、炭粉、 阻燃剂等高度危害人身健康的物质。表1 2 列出电子废弃物所含的有毒有害物质 及其潜在的危害1 9 1 。 表1 2 电子废弃物中的何害物质及其危害 与其它固体废弃物相比，电子废弃物造成的危害具有潜在性、长期性和难 以恢复性的特点。电子废弃物中的有毒有害物质一旦进入至日环境中去，既可对 生态环境造成直接污染，也可在土壤环境或水环境中富集，最终通过食物链进 入人体，给人类生存与健康带来不可估量的影响。 与此同时，电子废弃物中含有丰富的有色金属、黑色金属、塑料、玻璃以 及一些仍有使用价值的零部件等，具有很高的回收利用价值，堪称与天然矿产 资源一j 等重要的“都市矿山”。所以尽管电子废弃物危害极大，如果处理得当， 它们仍可以变废为宝。 4 【申请同济大学工学博士学位论文】第1 章绪论 国外有关研究表明，1 吨电子板卡中，可以分离出2 8 6 磅铜、1 磅黄金、4 4 磅锡，而仪l 磅黄金的价值就是6 0 0 0 美元。口本横滨金属公司对报废手机成分 进行分析，发现甲均每1 0 0 克手机机身中含有1 4 克铜、0 ，1 9 克银、o 0 3 克金和 0 0 1 克钯，另外从手机锂电池巾还能回收金属锂。该公司通过从搬废手机巾回 收多种贵重金属，获得相当可观的绛济效益i i 。除r 金属叫收外，电脑和手机 外壳等废i f l 颦料也可以通过特殊j 二艺制成上业迥料，日际巾场卜每吨售价高达 6 7 万元i 1 。电子垃圾的同收再生利用产业赫然成为隐藏巨人利润的产业， 1 2 电子废弃物的生态环境风险 高科技带来的电子产品极大地丰富了人们的物质文化生活，然而数晕急剧 增长的电子废弃物造成的资源浪费、环境污染和安全隐患等问题也日益突出。 我国人口众多，资源丰 i 对贫乏，近年来伴随工业化的进程，同民经济快速 发展对资源和能源的需求大幅度增长。然而我同资源利用率普遍较低，再生资 源利用率仅为世界先进水平的3 0 ，环境污染和资源不足的矛盾越来越突出。 我闻每年都须进口大量的铜、铝等有色金属米缓解同内紧张的供求关系，而成 鲜明对比的是，废弃电子电器中储藏着的人量有色金属等资源却未得到有效的 利用和丌发，造成极大的资源浪费。 将未经妥善处理的电子废弃物湿于一般生活垃圾进行填埋或直接暴露子环 境中，其中的有毒有害物质将渗入并长期滞留于环境中，并随时可能通过某些 途径进入人体，给人们的健康带来极大的威胁。据沈东升等人研究1 1 1 l ，废电器拆 解后的残余固体废物是一个重要的c u 、z n 、p b 、n i 等重金属的污染源，2 至3 年雨量范围内的模拟酸雨淋出液中的c u 和z n 的含量超过一级排放标准。此外 若将电子废弃物与生活垃圾一起焚烧，不仅会导致大量有毒有害物质渗漏，而 且也会产生剧毒的二恶英类物质，严重污染环境。 而未经检测、维修等保障措旌重新流入市场的拼装电子产品，也会给消费 者带来极大的安全隐患。据报道，继续使用超过设计寿命期的废旧家电，可能 会造成电力浪费、噪声干扰和环境污染，容易引发直接危害人身安全的触电、 火灾等事故。例如废1 日电冰箱使用条件恶劣，管道腐蚀严重，电气绝缘强度降 低，很容易出现常态击穿致使冰箱中的制冷剂和发泡剂泄露，造成环境污染， 破坏大气臭氧层。而废旧电视机的显像管老化极易引起爆炸，对人身安全将构 成直接威胁。 5 【中请同济大学工学博上学位论文】 第1 章绪论 对电子废弃物采取不当的i 口1 收处理更会造成严重二次污染，对作业人员的 健康产生极大危害。在电子废弃物处理较为集中的我同广东省贵屿镇，由于当 地多为手t 作坊，回收处理手段极为原始，产牛| 的废液、废渣、废c 直接排入 周围环境，造成了难以逆转的生态灾难。据绿色和平组织撒道，当地的十壤已 经呈现皿酸性，d h 值l 绛接近o 。河岸沉积物的抽样化验显示，对生物体有严 重危害的重金属铅的浓度是美同环保署认定土壤污染危险l 临界值的2 1 2 倍，钡 为1 0 倍，铬为1 3 3 8 倍，锡为1 5 2 储。呖水中的污染物超过饮用水标准达数千 倍【9 j 。在贵屿镇的医学调研发现，电子垃圾拆解区人多数儿童处于高铅负荷状态， 1 - 6 岁儿童铅中毒率高达8 1 8 ，铅污染对当地儿童的健康构成严重威胁，而长 期从事电子废弃物拆解业的工人在神经系统、消化系统和呼吸系统方面的发病 率较高，癌症发病率也较高 1 2 - 1 3 j 。 长期以来，由于对电子废弃物刚题缺乏足够认识和有效管理，大量含有毒 害物质的电子废弃物被简单填埋、弃置或者直接暴露于环境。尽管人们还没有 完全了鼹这些有毒或有害物质的理化特点以及它 f 1 进入环境后所产生的连锬反 应，但是必须面对的事实是：随着技术进步和家用电器更新换代的口益加快， 新的有害物质种类和数帚也正在增加，电子废弃物的资源化、再循环和再利用 正成为一个全球性的热点问题。 1 2 国内外电子废弃物的环境管理和回收利用 数量日益增长的电子废弃物引起世界各国政府、环保人士和企业界的高度 关注，一些国家和地区纷纷采取有效措施，在法律法规、回收体系和回收技术 研发等方面做了大量的工作，积极探索电子废弃物叫收管理和回收利用途径， 推动电子废弃物产业化进程，促进社会的可持续发展。 1 2 1 欧盟国家 欧盟从上世纪九十年代起就给予电子废弃物问题高度关注，一直以来努力 实行“生产者延伸责任”制度，并先后出台了相关法律和措施来约束或指导电 子废弃物的回收和再利用。2 0 0 3 年2 月，欧盟颁布了废弃电子电气设备指令 ( 简称w e e e 指令) 和电子电气设备中限制使用某些有毒有害物质指令( 简 称r o h s 指令) ，明确要求所有成员国必须在2 0 0 4 年8 月1 3 日以前将其纳入 正式的法律条文中。w e e e 指令要求生产商( 包括其进口商和经销商) 在2 0 0 5 6 【申请同济大学工学博上学位论文】第1 章绪论 年8 月1 3 日以后，负责吲收、处理进入欧盟f 场的废弃电子电气产品，并在投 放市场的电子电器产品上加贴同收标识。r o h s 指令则要求2 0 0 6 年7 月1 日以 后投放欧盟市场的电子电器产品不得含有铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多 溴二苯醚等6 种有毒有害物质1 1 4 1 。2 0 0 5 年7 月，欧盟又正式通过制定用能产 品7 p 态设计要求框架的指令( 简称e u p 指令) ，要求各成员国最迟在2 0 0 7 年 8 月l lu 前将该指令转化为木旧的法规并加以实施。e u p 指令首次将生命周期 理念引入产品歧计环节中，旨在从源头入手，在产品的设计、制造、使用、维 护、回收、后期处理这一周期内，对用能产品提出环保要求，全方位监控产品 对环境的影响，减少对环境的破坏1 1 5 】。正是这样一系列法规指令的陆续颁布，使 得世界一卜多数同家都丌始着手研究探讨废弃电子电器产品的处理处置问题。 德国9 0 年代先后出台了循环经济与废弃物管理法以及信息产业废旧 设街处理办法对废旧家电进行积极回收利用。2 0 0 5 年3 月2 4 日德国在欧盟成 员国中第一个正式颁布了关于电子废弃物循环利用的新电器电子产品条例， 明确提 b 电器电予产品的生产制造商和进口经销商应对其产品f u 收处理循环利 用负责的原则。德同的电子废弃物同收处理体系主要是建立在市政系统或制造 商联愠荩础上，通过成立市政系统专业回收处理公司、制造商专业回收处理公 司、社会专业回收处理公司、专业危险废物回收处理公司等来回收处理废弃电 子产品。现阶段德同电子废弃物的循环利用率在8 0 以上，其中家用电器类和 电动工具类的处理率为8 0 ，循环利用率为7 5 ；信息电子类和医疗设备类的 处理率为7 5 ，循环利用率为6 5 ：其它产品的处理率为7 0 ，循环利用率达 到5 0 t 埔i 。 瑞典先后颁布了电子电器产品制造商责任法、废旧电器和电子垃圾 预处理条例及指导原则和包括电炉设备在内的废旧电子电器处理法。瑞 典的法律规定电子废弃物的处理费用由制造商和政府承担。采用销售体系和社 区回收两个平行的废旧家电回收渠道构成一个有效的回收体系。此外，瑞典还 使用生态标识体系，在消费领域引入环境保护观念，在符合环境及生态保护要 求的产品上粘贴生态标识，向消费者明示该产品是环保型产品，从而鼓励消费 者选购，实现可持续发展。瑞典每入每年回收w e e e 约1 0 公斤，远超过欧盟法 规要求4 - 6 公斤的回收量，成为废旧电器凹收利用率较高的国家之一1 1 7 l 。 从2 0 世纪8 0 年代初开始，德国、瑞典、瑞士等国就展开对电子废弃物的 综合回收利用，特别是在电子废弃物的拆卸、回收工艺和方法等方面进行了深 7 【中请同济大学工学博士学位论文】第1 章绪论 入研究，并且利用这些先进技术实现了规模化生产和市场化运作。欧盟各国的 电子废弃物资源化产业比较发达，建立了很多处理与回收企业。荷兰通过研究 产品的回收和拆卸策略，开发了具有处理6 0 万台电冰箱的回收系统以及相应的 拆卸流水线。2 0 0 1 年2 月，世界首家专门处理电子垃圾的现代化工厂“牛态电 子公列”在芬兰北部的电子城奥鲁正式建成投产，每年处理电予垃圾1 5 0 0 2 0 0 0 吨，由于建有良好的环保处理系统，工厂不会造成地下水源和空气的污染。预 计2 0 1 0 年芬兰电子垃圾的同收利用率有望达到近1 0 0 f 1 8 l 。 1 2 2 日本 日本是世界上电了技术最为先进、电子电气产品应用范围最广的国家之一。 日本每年要废弃1 8 0 0 万台电视、冰箱、空调和洗衣机。为了解决资源再利用和 减少环境污染问题，日本制定了家用电器叫收法，并已经从2 0 0 1 年4 月1 日开始实施。根据这项法律，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，消费者也 有承担家电处理、再利用的部分义务。自从家用电器【口j 收法颁布以来，实 施效果非常明显，日本的废旧电器同收处理量和回收处理率连年不断增加。2 0 0 4 年，日本全国回收处理的四大类废旧家电超过l1 0 0 万台，重量约为4 2 9 万吨， 其中空调和电视机的再循环利用率超过8 0 ，电冰箱和洗衣机的再循环利用率 约为6 5 1 ”j 。 1 2 3 美国 美国是世界一i - 最人的电子产品生产国和消费国，同时也是电子垃圾的最大 制造国。然而美国却没有专项法规支持电子废弃物的回收，并且在立法方面落 后于欧盟。美国环保局认为不同的产品需要不同的生产者延伸制度，政府更倾 向于利用市场的力量实施生产者延伸制度。美国在废旧电子电器回收处理立法 方面主要由所属各州负责。2 0 0 0 年4 月，马萨诸塞州制定了美国第一部禁止私 人向填埋场或焚烧炉扔弃电脑显示器、电视机和其他电子产品的法律。2 0 0 3 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2 0 0 4 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 - 1 0 美元的电子垃圾回收处 理费。 美国拥有一批技术成熟、管理完善的废旧家电处理企业，电子垃圾拆解已 8 【申请同济大学工学博士学位论文】 第1 章绪论 经形成了专业分工。在专业刚收公司中，废旧家电的【口i 收再利用率达到9 7 以 上，只有不到3 的东p q 被作为垃圾埋掉l “j 。目前，在美同从事电子废弃物资源 化的企业达4 0 0 多家，从业人员7 0 0 0 多人，2 0 0 2 年实现利润7 亿美元，收集处 理的电了废弃物总颦达6 8 万吨 7 l 。然而褶对每年淘汰下来的数不胜数的废l 口家 电而言，美国f 1 前的叫收处理能力儿乎是杯水下薪。废旧显示器和电视显像管 的含铅量已占美同垃圾填埤物总含铅量的4 0 ，每年另有4 5 万吨塑料随着电子 垃圾被填埋或焚烧，并且绝大多数不做任何处理。此外，美用还有虿少一半以 上的电子垃圾，虽然以再循环的名义被回收，最后却通过难以追查的二手经销 商和零件经销商被运出国境，流散到中国、印度、巴基斯坦等发展中罔家【l