電子廢棄物中塑料回收利用技術(shù)現(xiàn)狀

耿洪鑫，韓超（天津凱英科技發(fā)展有限公司，天津300392）

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電子廢棄物中塑料回收利用技術(shù)現(xiàn)狀

耿洪鑫，韓超
（天津凱英科技發(fā)展有限公司，天津300392）

摘要：綜述了國內(nèi)外電子廢棄物中塑料回收利用技術(shù)（機械處理技術(shù)、化學處理技術(shù)、熱處理技術(shù)），分析了現(xiàn)有技術(shù)存在的主要問題和面臨的機遇，提出了電子廢棄物中塑料回收處理技術(shù)在今后的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：電子廢棄物；塑料；回收利用

電子行業(yè)是目前最大且發(fā)展最快的制造產(chǎn)業(yè)，在社會經(jīng)濟和技術(shù)中占有重要地位。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人口的增長，電子產(chǎn)品的生產(chǎn)量和使用量不斷增加，電子廢棄物的產(chǎn)生量也隨之增加，其帶來的社會、環(huán)境問題已成為21世紀最為緊迫的問題之一[1]。電子廢棄物組成材料包括金屬部件、玻璃、塑料等，一個普通的線路板中含有30%的塑料、30%的耐火氧化物和40%的金屬[2-3]。電子廢棄物中含有大量有價物質(zhì)，具有重要的經(jīng)濟價值，合理回收利用可緩解能源危機，創(chuàng)造工作機會，減輕國家對再生資源行業(yè)高額補貼的負擔。

塑料在電子廢棄物中占有很大比例，由于塑料是一種難降解材料，往往采取填埋和焚燒的處理方法，隨著資源環(huán)境危機加劇和人們環(huán)境意識的提高，電子垃圾中塑料的回收利用引起了人們的重視[4-5]。為了促進電子垃圾中塑料成分的回收利用，綜述了目前國內(nèi)外電子廢棄物中塑料回收利用技術(shù)（機械處理技術(shù)、化學處理技術(shù)、熱處理技術(shù)），分析了現(xiàn)有技術(shù)存在的主要問題和面臨的挑戰(zhàn)，并提出了解決當前存在問題的建議。

1　　電子廢棄物中貴金屬回收的必要性

電子廢棄物中主要含有塑料、惰性氧化物和金屬，表1為電子線路板組成[6]。目前國內(nèi)外對電子廢棄物中貴金屬資源化利用技術(shù)研究較多，開發(fā)了高效、環(huán)保貴金屬回收新技術(shù)，取得了良好的經(jīng)濟效益，而對于占總質(zhì)量30%且經(jīng)濟效益相對較低的塑料研究較少。隨著石油、煤等化石能源的枯竭，能源危機日益嚴重，廢舊塑料的回收開始受到關(guān)注。在我國，廢舊塑料回收產(chǎn)業(yè)為環(huán)保朝陽產(chǎn)業(yè)，具有發(fā)展?jié)摿Υ蟆⒔?jīng)濟效益好的特點，是緩解塑料原料供需矛盾的有效途徑。

表1　　電子線路板組成

目前電子廢棄物中塑料采用簡單粗放的回收處理方式，電子廢棄物中廢塑料混在土壤中不斷累積，將會造成當?shù)赝寥篮偷叵滤奈廴?，導致農(nóng)作物減產(chǎn)，影響當?shù)鼐用竦纳钯|(zhì)量。廢塑料隨垃圾填埋不僅會占用大量土地，而且被占用的土地長期得不到恢復，影響土地的可持續(xù)利用。

電子廢棄物中塑料經(jīng)過焚燒后，釋放出大量的煙霧、灰塵以及有害氣體，如一氧化碳、苯類和劇毒的二惡英等致癌物質(zhì)，其中二惡英是持久性有機污染物，在環(huán)境中不易降解、存留時間較長，可通過大氣、水的輸送而影響環(huán)境，并可通過食物鏈富集，對自然環(huán)境和人體造成危害，目前國家已將電子廢棄物列為危險廢物，低碳環(huán)保、高值利用電子廢棄物中塑料意義重大。

2　　電子廢棄物塑料回收利用技術(shù)現(xiàn)狀

電子垃圾中塑料回收過程包括廢舊塑料分離和再利用兩部分，其中廢舊塑料分離過程主要采用機械處理技術(shù)，回收再利用技術(shù)主要包括化學處理技術(shù)、熱回收處理技術(shù)[7]。

2.1機械處理技術(shù)

電子廢棄物中塑料成分復雜，混合的塑料回收難度大且利用價值較低，通過分類分選得到高純度塑料是提高廢舊塑料附加值的重要過程。機械處理技術(shù)是根據(jù)材料間密度和表面特性等差異，實現(xiàn)不同種類塑料分離，包括拆解、粉碎、物料分選等處理過程。拆解分離出的塑料可以采用碾磨、溶解脫膜、高溫水去除等技術(shù)去除油漆等覆蓋物，然后利用剪切破碎技術(shù)，使其各種成分互相分離以去除其他外帶物質(zhì)。分離得到較高純度的廢塑料可與其他材料復合，得到高附加值產(chǎn)品，目前將木材與塑料復合加工成木塑材料，實現(xiàn)廢舊塑料的綜合利用，提高廢舊塑料的附加值。木塑復合材料是以塑料與木材按照一定比例并添加特殊的加工助劑、偶聯(lián)劑，經(jīng)高溫高壓處理后制成木塑型材，木塑材料兼有木材和塑料特點，穩(wěn)定性、耐磨性和抗沖擊性能好[8]。

2.2化學處理技術(shù)

化學回收處理主要包括解高溫裂解和催化裂解技術(shù)，得到化工原料和燃料。高溫裂解處理是通過加熱高溫的方法將塑料熱解為多種物質(zhì)。把塑料投入焦炭爐，在含碳的還原條件下塑料高溫分解，熱解產(chǎn)物主要是可燃性的氣體或液體，可以直接作為化工合成原料和優(yōu)良的輔助燃料[9]。高溫裂解技術(shù)和設(shè)備較為復雜，反應(yīng)溫度較高，設(shè)備投資以及能源消耗成本較高，致使廢塑料回收成本較高。

與高溫裂解技術(shù)相比，催化裂解優(yōu)勢突出。催化裂解-催化改質(zhì)組合技術(shù)具有裂解溫度低、反應(yīng)速度快的優(yōu)點，是未來廢塑料高值利用的發(fā)展趨勢。安杰等[10]以ZSM-5分子篩為催化劑，對聚丙烯塑料裂解轉(zhuǎn)化生產(chǎn)車用燃料進行研究，實驗結(jié)果表明堿處理-水處理組合改性的ZSM-5-AT-ST催化劑，能有效催化聚丙烯塑料裂解，裂解液中汽油餾分收率62%，液化氣收率36%，同時汽油餾分中芳烴54.4%，異構(gòu)烷烴14.5%，烯烴17.3，辛烷值>96，是優(yōu)質(zhì)高辛烷值汽油，具有較好的工業(yè)應(yīng)用前景。

2.3熱處理技術(shù)

熱回收處理就是把回收的塑料作為燃料獲得能量，因為塑料是高分子碳氫化合物，具有良好的燃燒性能和與煤炭相當?shù)臒嶂担商娲禾坑糜诟郀t煉鐵的發(fā)熱劑，有利于提高煉鐵質(zhì)量和效率。首鋼技術(shù)研究院在焦爐處理廢塑料試驗中，通過在焦爐燃料中添加不同質(zhì)量比的廢塑料，考察燃燒反應(yīng)后焦炭的強度變化情況，結(jié)果表明添加1%的廢塑料是最優(yōu)選擇，可大幅提高焦炭反應(yīng)后強度。

呂偉等[11]利用廢舊線路板中的塑料通過高溫炭化、KOH浸漬和活化后制備活性炭，并將其應(yīng)用于印染廢水吸附處理，取得較好的效果，實驗中COD的去除率達到80%以上。Syed Nasir等[12]利用聚丙烯、聚苯乙烯和聚乙烯等聚合物在熔融狀態(tài)下具有良好的附著力，將電子廢棄物中塑料通過回收用作瀝青改性劑。實驗結(jié)果表明，通過添加10%的低密度聚乙烯，瀝青的穩(wěn)定性和柔性提高了65%。添加廢舊塑料后，道路使用周期延長。

3　　電子廢棄物中塑料回收利用存在的問題和面臨的挑戰(zhàn)

3.1電子廢棄物中塑料回收利用存在的問題

電子廢棄物中塑料回收面臨的主要問題包括回收技術(shù)以及回收過程污染控制。由于對電子廢棄物中廢舊塑料回收的研究起步較晚，再生塑料企業(yè)大多為家庭作坊式中小企業(yè)，缺乏相關(guān)廢水處理設(shè)備，導致廢水隨意排放，傳統(tǒng)的填埋和焚燒的處理方法，對周邊土壤和地下水造成嚴重污染。并且在電子廢棄物中的塑料回收過程中，需要經(jīng)過洗滌去除塑料表面的污染物，因此產(chǎn)生大量的含有懸浮物和有機物的廢水。廢舊塑料在造粒過程中，產(chǎn)生大量廢氣，嚴重污染空氣，在破碎過程中產(chǎn)生噪音污染，影響周圍居民生活。圖1所示，超過85%的企業(yè)因沒有污水處理設(shè)備或者設(shè)備落后存在水污染，超過80%的企業(yè)會產(chǎn)生空氣污染，超過60%的企業(yè)存在噪音污染[13]。

電子廢棄物中的塑料與其他廢舊塑料不同，其塑料添加劑較多，簡單的機械回收方法難以達到理想效果，往往需要配合化學處理方法。在利用化學處理方法回收電子廢棄物中塑料的過程中，產(chǎn)生的廢水含有大量的有機物和懸浮物，其COD可達1 000 mg/m3，SS可達5 000 mg/m3，廢水量大且水質(zhì)差別較大。表2為某廢舊塑料回收利用企業(yè)排放的廢水水質(zhì)[14]。因廢水水質(zhì)較差，無法滿足國家污水綜合排放標準，不能直接排入污水管道，需要選擇合理的工藝對廢水進行有效治理，達標后排入工業(yè)污水處理廠統(tǒng)一處理。

圖1　　廢舊塑料回收利用企業(yè)相關(guān)污染物類型

表2　　某廢舊塑料企業(yè)排放廢水水質(zhì)mg/L

電子廢塑料再生過程包括造粒和熔融過程中，由于廢塑料高分子和增塑劑部分裂解產(chǎn)生少量碳氫化合物、苯和二惡英等有毒氣體，若直接進入大氣，將造成環(huán)境污染。表3為某廢舊塑料回收利用企業(yè)產(chǎn)生的廢氣檢測結(jié)果[15]。

表3　　某廢舊塑料回收利用企業(yè)產(chǎn)生廢氣檢測結(jié)果

3.2電子廢棄物中塑料回收利用面臨的機遇

電子市場是全球廣泛發(fā)展的一個領(lǐng)域，據(jù)統(tǒng)計，我國已經(jīng)進入電子廢棄物報廢的高峰期，每年的處理量超過1億臺以上，并且每年報廢增長率達20%。隨著市場規(guī)模的不斷擴大，國家開始重視電子廢棄物回收利用行業(yè)，加大政府對再生資源行業(yè)廢舊電子產(chǎn)品的補貼，并且不斷將補貼力度轉(zhuǎn)向電子廢棄物回收再生利用和高值利用技術(shù)開發(fā)。

電子廢棄物中塑料回收通過優(yōu)化拆解和二次利用，減少了對原材料的使用。合理利用電子廢棄物中的塑料能夠帶來眾多效益，國家可加大對電子廢棄物設(shè)備設(shè)施的投資，管理整合電子廢棄物回收利用過程，提高資源回收利用效率，打造形成一個高效率電子廢棄物生態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)電子廢棄物合理利用，緩解能源危機，降低環(huán)境影響。隨著電子廢棄物產(chǎn)量的大幅增長，目前的回收處理系統(tǒng)難以應(yīng)對，企業(yè)應(yīng)抓住機遇，改進和引進先進技術(shù)，并與利益相關(guān)者合作，加大對電子廢棄物回收和塑料再利用技術(shù)的投資。政策鼓勵和利益驅(qū)使，越來越多的企業(yè)和研究者加入電子廢棄物塑料回收技術(shù)的開發(fā)，電子廢棄物中塑料低碳、環(huán)保、高值化利用變得更加可能。

4　　結(jié)語

電子廢棄物中塑料的成分復雜，回收難度大，長期以來采取填埋和焚燒的處置方式，隨著能源危機日益突出和環(huán)保要求的提高，回收利用電子垃圾中的有用成分，減少填埋和焚燒量意義重大。

電子垃圾中塑料綜合處理應(yīng)統(tǒng)籌能源、環(huán)境和經(jīng)濟三方面，在環(huán)境友好、低碳經(jīng)濟的前提下，借鑒和引進先進技術(shù)，提高廢舊塑料再利用附加值，實現(xiàn)廢舊塑料加工企業(yè)由政府補貼到產(chǎn)品盈利的轉(zhuǎn)變。

完善廢舊資源管理體系，利用政策優(yōu)惠等措施促進企業(yè)引進和開發(fā)經(jīng)濟高效、環(huán)保的廢舊塑料回收利用技術(shù)，降低塑料回收成本，實現(xiàn)廢舊塑料資源化、無害化、效益化。優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)過程，減少原材料的使用，盡可能地直接回收利用廢舊塑料。建立電子廢棄物塑料回收加工到生產(chǎn)制品完整產(chǎn)業(yè)鏈，形成循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)區(qū)。

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中圖分類號：X76

文獻標志碼：A

文章編號：1674-0912（2016）01-0041-04

收稿日期（2015－12－18）

作者簡介：耿洪鑫（1987-），男，山東淮坊人，碩士，助理工程師，研究方向：膜分離過程研究、電子廢棄物回收技術(shù)以及污水處理技術(shù)。

Status of plastic recycling technologies from electronic wastes

GENG Hongxin,HAN Chao
（Tianjin Caring Technology Development Co.Ltd.，Tianjin 300392,China）

Abstract:The methods of treatment and recovery of waste plastics from electronic waste are summarized(i.e., mechanical processing,chemical treatment technology,heat treatment technology).And the current status and existing main problems of waste plastics treatment technology are analyzed.At last,the development trend of treatment and recovery of waste plastics from electronic in the future is put forward.

Keywords:Electronic waste;plastic;recycle and utilization