电子电器中废旧电机的资源化.doc

电子电器中废旧电机的资源化 摘 要：数量巨大的废旧电子电器设备已成为威胁我国环境的重要固体废弃物，同时也是丰富的再生资源，介绍了国内废弃电子电器产品以及其中含有的电机的现状，介绍了当前处理利用废弃电机的拆解方式以及相应的回收处理方式。关键词：废旧电机；拆解；回收处理 我国电子废弃物的增长速度很快，而目前我国对于电子废弃物资源化的相关法律法规、回收再利用体系以及全民意识等方面存在很大的不足。电子废弃物不是“废物”，而是有待开发的“第二资源”，是放错了地点的资源。做好电子废弃物的回收和再生利用，不仅能创造可观的经济效益，而且会产生良好的环境效益。1、废弃电子电器产品现状2O世纪中叶以来，以电子与信息技术为代表的工业化时代的出现带来了大量的电子电气产品，也逐步形成了废弃电子电器设备对环境的污染、毒害严重问题。按国家环保局的规定，电子电器设备主要包括：大、小型家用电器、信息技术(IT)和远程通讯设备、用户(consumer)设备、电子和电器工具、电子玩具、休闲和运动设备、各种医用设备装置、监视和控制工具等十大类。目前，废弃电子电器设备(也称电子垃圾)已成为继城市生活垃圾与工业垃圾之后新出现的最重要的固体废弃物。我国是世界上家用电器生产和拥有量最大的国家，我国家用电器于2O世纪80年代中后期开始大规模进入家庭，据统计，2002年我国拥有电脑2000多万台、手机19亿件、电视机35亿台、洗衣机17亿台、冰箱13亿台。根据工信部数据：2009年我国家用空调815327万台、家用电冰箱606358万台、家用洗衣机493584万台，增长幅度明显。目前在国内的电子废弃物处理领域，大多是采取焚烧和水洗等手工拆解的方式，处理技术落后，回收率低，对环境造成了极大的污染。我国是电子产品制造大国，但在末端回收处置方面却落后于发达国家，如欧盟颁布了有害物质禁用令(RolS)，废电子产品处置规范(WEEE)及耗能产品环保设计规范(EuP)。因此，我国更应加强电子废物的规划管理工作为更好地解决废旧电子电器产品的资源化利用问题，防治环境污染，国家近年来颁布了一系列有关文件，如：2007年9月，国家环保总局发布并施行电子废物污染环境防治管理办法；2009年2月，国务院总理温家宝签署了55l号国务院令，正式发布废弃电器电子产品回收处理管理条例；2009年6月，国务院批准了国家发改委等部门促进扩大内需，鼓励汽车、家电“以旧换新”实施案；2010年1月，国务院第91次常务会议决定：2010年5月底国家家电以旧换新政策试点结束后，继续实施这项政策，并在具有拆解能力等条件的地区推广实施；2010年4月，环保部发布废弃电器电子产品处理污染控制技术规范等。2、电子电器中废旧电机的特点随着信息科学技术的高速发展，电子类产品的更新换代年限在不断缩短，被淘汰的电器、电子产品数量也在不断增长。在这些废弃的电子电器中存在着相当一部分的废旧电机，而对于它们的处理也是一个比较棘手的问题电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，作为用电器或各种机械的动力源。电机主要存在于电动工具、家电（包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀）以及机械设备（包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）。为了进一步了解电机，以下例举两种规格的电机：表1 电机规格：lPMlIPM2定子外径107107定子内径5656电机结构4极6槽集中卷4极24槽分布卷磁铁稀土NdFeB稀土NdFeB叠高5555数量多。电机不仅用于工业生产中，在大量的电子电器中还存在着电机。危害性大。废旧电机中还有大量金属，如果没有较好的对其回收处理，将会对土壤和河流造成重金属污染。回收利用率高。家电中含有大量废旧废旧电机，其中含有的铜、铁、铝等金属占有很大的比例。表2中列举了几种家电产品中的材料含量。表2 四种家电产品中的材料含量 %产品铁铜铝塑料玻璃其他电视机123126535电冰箱49414303洗衣机52243309空调机5418916033、废旧电机的拆解拆解是一个系统的方法，为了达到分离的目的，对废旧电机的元器件进行拆解。目前拆解主要集中在拆解过程的规划(DPP)和拆解设备的创新上。3.1拆解过程规划拆解过程规划的目标就是为了形成拆解策略和配置拆解系统而开发的程序和软件。以下是已被应用的一种拆解过程规划步骤。(1)输入和输出产品分析：定义可利用、有价值、有害的成分和材料，并经过初步的成本分析，确定最佳拆解方案。(2)部件组装分析：分析连接部件、成分层次和先前组装顺序。(3)不确定性分析：拆解的不确定性来自于有缺陷的部件或产品最开始的连接处，以及在消费者使用时产品的改造和拆解损坏。(4)拆解策略确定：这个阶段决定是否使用非破坏性或破坏性的拆解。3.2拆解设备(1) 传统的拆解方法用凿子、锤子将线圈从定子两端凿断，然后用钢钎将槽内钢丝整匝敲出。(2) 采用专用的YVYE型拆切线两用机进行拆解方法这种专用设备很大程度上提高了工作效率，减轻了劳动强度，操作方法是将电动机定子放在专用的旋转盘上，用专用钻式切割机对烧损线圈进行切割（只切一有输入线端）然后将电机定子固定在工作平台上，由钢丝绳。电动机等组成的简易卷扬拉伸装置，用钩子钩住线圈未切端，每次拉一个线圈组，将线从定子线槽中拉出，以30KW电动机为例大概需要23小时，操作方法简单，方便，提高了工效，降低了劳动强度。很受职工的青睐。但是在操作过程中还是存在问题，切割时由于切割片的转速较高，引起铜屑的飞溅，容易伤人。针对这个问题，在切割片上加装透明有机玻璃防护挡板，以防止“飞溅”伤人。对于电机中的不同部件主要连接特征又有不同的拆卸手段。表3 电机中部件主要连接特征与拆卸手段连接方式可采用的拆卸手段具体拆卸对象焊接机械力切割金属外壳、密封件等粘接化学方法或机械力各类标签、涂层等铅锡焊接加热、机械力电子元件、电线等焊接或插头加热或剪割或机械力电子元件、电线等铆接机械力、切割设备外壳3.3实际拆解方法电子废弃物的选择性拆解是一个必不可少的过程。一般拆解顺序为，首先选择再利用零件；其次是有害成分的拆解；再次是把各种材料的零件归类，拆解有价值的零件和高品位的材料。大多数回收工厂是利用人工拆解，图3指出了目前普遍采用的拆解过程。德国废旧电器回收厂普遍采用一种电子破碎机来分选废旧电器中的有用物和废物。其流程是，先用人工拆卸的方法将废旧电器中含有有毒物质的器件取出；然后将剩余部件放人破碎机中，先通过磁力分选分离出铁，进入涡流分选分离出铝，通过风力分离出塑料等较轻物质，剩下的是铜和一些稀有贵金属。分选出的金属卖给终端处理厂。其废旧电器的回收再利用率达90以上，每年处理废旧电器达3万t翻。4、废旧电机的回收处理我国废旧电机的回收利用分为三类；第一类是将废旧电机回收后，翻新制作为二手产品出售，销往小城市和乡村。第二类是一些作坊式小型拆解厂 将废旧电机在收集厂手工分解，再利用酸性液体置换金属。第三类是具有一定规模的企业，将电子产品进行集中分离，从中获取原料残余物送往垃圾厂处理。如何有效地进行电子废弃物的资源化回收处理，已经成为当前关系到我国经济、社会和环境可持续发展及我国再生资源回收利用面临的一个新课题。下面就为大家介绍一下废旧电机的处理方式。电子废弃物的处理主要有机械物理分选、湿法冶金和火法冶金，火法和湿法回收都会对环境造成二次污染，机械物理分选相对污染较小。近年来，随着对环境保护的重视及电子产品中贵金属的使用逐渐减少，电子废弃物的物理分选成为电子废弃物资源化研究和正规工业处理的主要方法。机械物理回收方法主要是利用电子废弃物材料中的磁性、电性和密度等物理特性的差异为分选的手段。4.1筛选筛选不是进行均一尺寸给料的某种机械过程，而且用于提高金属含量。因为金属颗粒的大小和形状比例与塑料和瓷器不同，所以筛选是必不可少的。金属再利用中筛选方法主要是使用旋转筛或滚筒筛，这两种装置在汽车废料和城市固体废弃物筛选过程中广泛使用。该装置可以有效处理废物中各种颗粒。特别是在有色金属回收时普遍使用振动筛，但是混乱掺杂在一起的金属丝是该过程处理的难点。4.2形状分选形状分选技术已被开发应用于控制分体工业中颗粒的物性。其根本原理是利用颗粒在倾斜固体墙上的速率，颗粒通过网孔的时间，颗粒对固体墙的粘着力及颗粒在液体中的沉淀速率的不同进行分选。通过倾斜板和筛分选是回收利用工业最基础的方法。在13本，使用倾斜传送带和倾斜振动板作为颗粒形状分选器，从电缆废物、印刷电路板碎块和废电视机和电脑中回收铜。4.3磁力分选磁力分选器特别是低强度的筒式分选器被广泛用于从非铁磁性金属和其他非磁性废物中回收铁磁性金属。由于稀有合金磁铁能提供非常高的强度变化，使得高强度磁力分选器的设计和操作取得了很大的进步。高强度的分选器实现了从废基质中分选铜合金。操作巨磁铁分选至少是相对高质磁率的铜合金(A1合青铜)、中等质磁率的铜合金(Mn合青铜，特别是黄铜)、低质磁率或反磁材料行为的铜合金(sn和sn合青铜，Pb和Pb合青铜，黄铜和少量铁)。4.4电传导率分选分选器是基于不同材料的电传导率(或电阻系数)进行分选。如表4所示，3种典型的基于电传导率的分选技术是涡流分选、电晕静电分选、摩擦粘附分选。在回收工业中，最重要的发展之一就是涡流分选，它的可操作性是使用永久稀有磁体。最初开发分选器是为了从汽车碎片中回收有色金属或处理固体废物，现被广泛使用是因为其他的目的，包括回收铸造型砂、聚对苯二甲酸乙二醇(PET)、电子器件的碎片、碎玻璃、碎绒毛和用过的电池。目前涡流分选器几乎专门用于废物回收，这种分选器尤其适合处理相对大尺寸的废物。孙立云等旧针对电子废弃物资源化中的难点废弃印刷电路板，提出了破碎一磁选一涡电流分选一电选联合流程从电路板中回收金属富集体的思路，采用锤式破碎机将废弃电路板破碎到20mm以下，经过磁选除铁之后，对粗颗粒采用涡电流分选，细颗粒采用电选机分选；或者将涡电流和电选机连接起来，物料首先经过涡电流分选，将得到的金属富集体和非金属富集体，经电选机再选。在合适的操作条件下，金属富集体的回收率可达92，品位为90 。旋转静电分选器是使用电晕涂料，把未处理的材料分选成电导和非电导部分。金属和非金属的导电能力相差很大，这为电晕静电分选器回收废物提供了极佳的操作条件。目前，静电分选器主要用在被切割的电线电缆中铜和铝的回收，特别是从印刷电路板中回收铜和贵金属。胡利晓同等的研究得出电压、辊筒转速和电晕电极与辊筒之间的距离是辊筒静电分选过程的主要影响因素。对于0074 09 mm的废印刷电路板物料，电压24 kV、辊筒转速546 rmin、电晕电极与辊筒之间的距离52 cm时，综合效率最高，Cu，Fe，Ni，sn，Al等5种金属的总品位达到8042，总回收率达到8054。表4 根据材料导电特性的分选过程分选标准分选原理分类的范围可工作的颗粒寸涡流分选电导率和密度由磁场和由磁场诱导诱导产生的涡流间作用的斥力施加在导电颗粒上非铁磁金属与非金属的分选5mm电晕静电分选电导率电晕充电和放电导致颗粒间不同电荷和不同斥力金属与非金属分选015mm (10 mm的薄片颗粒)摩擦粘附分选电容率成分中不同电荷(或一)摩擦引起不同的斥力方向塑料分选(非导体)5(10)mm4.5密度分选组分密度的不同是分选的基础。依据重力条件分选不同材料是通过它们的相对移动，后面进入的组分被流体阻止运动，如水或空气。在流体中颗粒的运动不仅依赖颗粒的密度，而且依赖它的大小和形状，大颗粒比小颗粒容易受影响。实际上，为了减小尺度效应和控制颗粒密度的相对移动，需要严格控制重力过程。5、结束语废弃电子电器中的电机对于环境的污染越来越严重，我国的形势尤其严峻。我国对此的管理以及利用技术尚处于起步阶段，因此借鉴发达国家经验，尽快对废旧电机制定相关的限定以及利用法规：引进国外先进的废旧电机处理技术，并加以吸收；通过国家政策和经济的扶持，尽快建立专门处理废旧电机的机构；提高公众的环保意识与参与程度，势在必行。参考文献1 国家环保总局关于加强废弃电子电气设备环境管理的公告z环发20031143号2 曾延光欧盟WEEE和RoHS指令的最新修订情况J电子质量，2010(1)：4850Zeng YanguangInterpretation of the revision of WEEE and RoHS directivesJElectronics Quality，2010(1)：4850(in Chinese3 柯晓明回收电子垃圾J企业