家電拆解產(chǎn)生的廢電路板處置現(xiàn)狀研究

隨著2012年基金補貼制度的正式實施，我國已經(jīng)成為世界上廢棄電器電子產(chǎn)品正規(guī)處理量最大的國家。

伴隨著廢棄電器電子產(chǎn)品的拆解處理，產(chǎn)生了大量的拆解產(chǎn)物。2016年，拆解總量達(dá)7935萬臺，產(chǎn)生拆解產(chǎn)物183萬噸。廢電路板是廢棄電器電子產(chǎn)品拆解之后產(chǎn)生的關(guān)鍵拆解產(chǎn)物之一，其處理處置是廢棄電器電子產(chǎn)品實現(xiàn)環(huán)境無害化處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

1.電路板的特性

電路板主要由基板和電子元器件兩部分構(gòu)成?；宓臉?gòu)成材料以樹脂類偏多（如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酰胺樹脂、聚四氟乙烯,B—三氮樹脂等熱固型樹脂）。電子元器件是實現(xiàn)電路板相關(guān)功能的重要組成部件，其類別較多，包括繼電器、二極管、三極管、電子專用材料、電容器、連接器、電位器、保險元器件、傳感器、電感器、電聲配件、頻率元件、開關(guān)元件、光電顯示器件、磁性元器件、集成電路、電子五金件、顯示器件、電源、蜂鳴器等。

據(jù)研究表明，標(biāo)準(zhǔn)電路板主要組成為：金屬≤50%，其中銅20%、鐵8%、鎳2%、錫4%、鉛2%、鋁2%、鋅1%、銻0.4%、銀1000g/t、金500g/t、鈀50g/t（如圖11聯(lián)合國環(huán)境署巴塞爾公約亞太區(qū)域中心、表12聯(lián)合國環(huán)境署巴塞爾公約亞太區(qū)域中心所示）；氧化物≤35%，其中二氧化硅15%、三氧化二鋁6%、堿性氧化物6%、其他陶瓷3%；有機(jī)物≤25%，其中塑料類有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚樹脂、酚樹脂、聚碳酸酯，總含量＜20%，另有等多種金屬元素和玻璃纖維、環(huán)氧樹脂等非金屬成分3龍旦風(fēng), 向東, 董曄弘,等.廢棄電路板插裝件的自適應(yīng)磨削拆解方法[J].機(jī)械工程學(xué)報, 2011, 47(21)：133-138.。

圖1：電路板中所含元素

表1：電路板中主要金屬含量（%）

廢電路板通過物理、化學(xué)及其組合等方法分離銅和其他物質(zhì)后會產(chǎn)生非金屬材料廢物。因為廢電路板在分選分離出銅箔等有價金屬成分后會產(chǎn)生占其質(zhì)量近50-80%的非金屬材料，其中有機(jī)物質(zhì)和無機(jī)物質(zhì)分別占40%和60%。有機(jī)物通常為樹脂、溴化阻燃劑、雙氰胺固化劑、固化促進(jìn)劑等。無機(jī)物通常是以二氧化硅、氧化鈣、三氧化二鋁為主體的多種氧化物制成的玻璃纖維。對于裝載有元器件的廢電路板處理后產(chǎn)生的廢金屬材料而言，除可能含有極少量的銅和其他貴重金屬（如金、鉑、鈀等）外，還可能含有少量的鉛焊錫材料及溴阻燃劑 。

廢電路板如果隨意堆放或填埋，所含的重金屬便會滲入地下水，造成潛在的危害；如果燃燒，電路板上含有鹵族元素的阻燃劑在燃燒過程中將會產(chǎn)生致癌物質(zhì)，將對人類的健康和周圍的環(huán)境產(chǎn)生危害。通過不當(dāng)手段、方式處置廢電路板會對我國生態(tài)環(huán)境及人體健康造成的嚴(yán)重危害。

2.廢電路板的處理技術(shù)

廢電路板是整個電子廢棄物的核心部件之一，也是較難處理的部件，從技術(shù)層面上看主要有以下兩方面：①廢電路板的種類多，材料、基體、元器件之間集合緊密，組成復(fù)雜，單體解離粒度?。虎诜墙饘俨牧现杏捎谝恍┨厥饣衔锏拇嬖?，使得非金屬材料的處置變得較為困難，處理過程中容易產(chǎn)生二次污染。

目前廢電路板的處置技術(shù)主要為物理法、火法和濕法。其他如微波法、生物法、超臨界法等處于研發(fā)階段。

物理法是指根據(jù)物質(zhì)的密度、比重、導(dǎo)電性、磁性等物理性質(zhì)的差異來分離廢電路板中的組分，主要包括拆解、破碎分選等過程。物理法處理工藝的核心是基板與電子元器件的分離，基板中金屬和非金屬的分離。拆除電子元器件的基板硬度較高、韌性強(qiáng)，一般采用具有剪切作用的破碎設(shè)備，破碎后的物料采用風(fēng)選、水力搖床、靜電分選、磁選、渦流分選等方法實現(xiàn)金屬與非金屬的分離。

火法是指將電子廢棄物經(jīng)過焚燒、熔煉、燒結(jié)和熔融等過程，去除塑料和其它有機(jī)成分后富集金屬的方法。國內(nèi)火法處理廢電路板主要有：焚燒、鼓風(fēng)爐熔煉、熔池熔煉、與其他廢雜銅協(xié)同處置熔煉。焚燒得到的是含金屬的殘渣，需要進(jìn)一步通過火法冶煉或濕法冶金回收有價金屬。該處置方法產(chǎn)生的煙氣處理難度大，環(huán)保問題是影響焚燒法技術(shù)的關(guān)鍵。

濕法冶金是指利用金屬能夠溶解在硝酸、硫酸和王水等其他酸液中的特點，將金屬從電子廢棄物中脫除，然后采取置換、電解、浮選、沉淀、離子交換、蒸餾結(jié)晶等工藝回收提純金屬。主要包含預(yù)處理、浸出、沉淀/電解三個步驟。濕法冶金處理廢電路板的工藝在國內(nèi)還處于不斷完善的階段，工藝流程太長，處理規(guī)模受限，浸出液和浸出渣毒性較大、難以處理等幾大原因是制約濕法冶金處理廢電路板的關(guān)鍵。三種方法的對比如表24中國廢棄電器電子產(chǎn)品處理研究報告（2015年）所示：

目前，對于廢電路板上元器件的處理處置尚未有較好的技術(shù)，盡管有將元器件作為摻雜物混入金屬提煉工藝對元器件進(jìn)行處置的企業(yè)，但是處理的量不大，并且具備此技術(shù)的企業(yè)數(shù)量不多，需要開發(fā)更多的新技術(shù)用于處置廢電路板上不能再使用的元器件。

表2：廢電路板物理法、濕法、火法處理技術(shù)工藝對比

可見，物理處置技術(shù)相對處理不徹底，若要實現(xiàn)資源化必須與火法和濕法處置相結(jié)合。市場上資源化程度較高的處置工藝是物理處置、火法、濕法相結(jié)合，應(yīng)針對不同品位的電路板推廣采用不同的處置流程，以求資源最大化回收。從技術(shù)適用性、環(huán)境保護(hù)及經(jīng)濟(jì)的角度考慮，應(yīng)首先將部分有二次利用價值的元器件進(jìn)行拆除；機(jī)械物理法適合于覆銅板邊角料及不帶有元器件的覆銅板光板的處理；對于帶有價值較低且?guī)в性骷^多的廢電路板，則應(yīng)鼓勵使用火法與濕法結(jié)合的方式進(jìn)行處理?？梢酝茰y，未來在電路板的處置技術(shù)方面資源化程度將越發(fā)提高，并且相對應(yīng)的環(huán)境風(fēng)險也將會降低。

除了物理法、火法和濕法冶金還有其他電路板處理技術(shù)，如生物技術(shù)法、超臨界法、裂解法、微波法等。

3.廢電路板處置現(xiàn)狀

經(jīng)過協(xié)會的初步研究發(fā)現(xiàn)廢電路板的處置存在如下情況：

1）拆解企業(yè)基本上都按照要求將拆解產(chǎn)生的廢電路板交由本地或附近有處理資質(zhì)的電路板處理企業(yè)。

2）部分拆解企業(yè)具備廢電路板處理資質(zhì)，但在這些企業(yè)中絕大多數(shù)采用破碎分選方法對廢電路板進(jìn)行處理，僅有少數(shù)規(guī)模較大企業(yè)具備深度處理能力。

3）部分小作坊依舊在進(jìn)行廢電路板的處理。此類作坊為了節(jié)省成本，往往采用最直接和最原始的手段對電路板進(jìn)行拆解和處置。他們首先通過簡易熱的拆解方式獲得電子元件、錫焊和廢電路板光板。然后根據(jù)電子元器件、錫和光板的價值進(jìn)行下步處置。如，電子元器件檢測合格的再使用；錫可以直接熔化后澆筑成鉛錫合金；廢電路板光板通過簡易的濕法提煉獲得貴金屬，或采用簡易鼓風(fēng)爐冶煉獲得含貴金屬對的粗銅，粗銅再轉(zhuǎn)賣給冶煉企業(yè)進(jìn)一步提煉銅、貴金屬和其他金屬。

4）一些為數(shù)不多的銅冶煉企業(yè)（如江西瑞林、申聯(lián)環(huán)保）也開展了電路板處置業(yè)務(wù)，這類企業(yè)整體直接處置線路板的數(shù)量不多，只有在處理低品位廢銅時搭配處理少許品位較差的廢電路板，更多的是處理經(jīng)過物理法分選出的銅粉和經(jīng)過小鼓風(fēng)爐處理獲得的粗銅。廢電路板以及廢電路板經(jīng)過物理法、焚燒法和簡易鼓風(fēng)爐處理獲得的初級產(chǎn)品中部分進(jìn)入了銅冶煉企業(yè)進(jìn)一步分離提純。

然而，由于價格、獲得廢電路板渠道的限制，這類企業(yè)面臨著廢電路板貨源短缺的尷尬局面，相當(dāng)數(shù)量的廢電路板沒有流向此類能進(jìn)行廢電路板處置的企業(yè)。

5）目前國家對于廢棄電器電子產(chǎn)品拆解企業(yè)的管理相當(dāng)嚴(yán)格，拆解企業(yè)已經(jīng)將產(chǎn)生的廢電路板轉(zhuǎn)交給具有廢電路板處置資質(zhì)的危險廢物處理企業(yè)進(jìn)行處理處置。然而，具有廢電路板處置資質(zhì)的危險廢物處理企業(yè)是否將家電拆解產(chǎn)生的廢電路板進(jìn)行合規(guī)的處理處置則難以進(jìn)行追蹤，并且將廢電路板轉(zhuǎn)運到危險廢物處置企業(yè)的家電拆解企業(yè)也并未要求電路板處置企業(yè)出具廢電路板得到合規(guī)處理的處置說明/證明材料，調(diào)研表明，家電拆解產(chǎn)生的廢電路板存在可能被二次轉(zhuǎn)運而得不到合規(guī)處理處置的風(fēng)險。

6）家電拆解產(chǎn)生的廢電路板可能仍在流向廢棄電器電子產(chǎn)品的處理集散地之一的廣東貴嶼，貴嶼當(dāng)?shù)貓@區(qū)外具有大規(guī)模的處理廢電路板的“環(huán)保爐”2-3個，每個爐年處理廢電路板3萬噸以上，目前仍在運行中。

4.結(jié)論

1.電路板的主要組成部件是基板和電子元器件，在處置不當(dāng)?shù)那闆r下易造成環(huán)境風(fēng)險，具有一定的危害性。

2.廢電路板的處理處置技術(shù)主要有三種（物理法、火法、濕法），目前主流的處置技術(shù)是混合處置技術(shù)。但對于廢電路板上元器件的處理處置尚未有較好的技術(shù)，由于國家危險廢物名錄調(diào)整，廢電路板上的元器件拆解后被認(rèn)定為危險廢物，原電路板處理企業(yè)并不具備元器件處理能力，導(dǎo)致部分企業(yè)廢元器件的堆存問題較為突出，盡管有將元器件作為摻雜物混入金屬提煉工藝對元器件進(jìn)行處置的企業(yè)，但是處理的量不大，并且具備此技術(shù)的企業(yè)數(shù)量不多。

3.廢棄電器電子產(chǎn)品拆解企業(yè)基本上都按照要求將拆解產(chǎn)生的廢電路板交由本地或附近有處理資質(zhì)的電路板處理企業(yè)（僅有少數(shù)規(guī)模較大企業(yè)具備深度處理能力）。除了有資質(zhì)的電路板處置企業(yè)外，還有部分小作坊、冶煉企業(yè)進(jìn)行廢電路板的處理。

4.目前環(huán)保部門并未開展對于具有廢電路板處置資質(zhì)的處理企業(yè)的延伸監(jiān)管，致使家電拆解產(chǎn)生的廢電路板存在可能被二次轉(zhuǎn)運而得不到合規(guī)處理處置的風(fēng)險。一些具有廢電路板處置資質(zhì)的企業(yè)可能存在將廢電路板進(jìn)行倒賣的現(xiàn)象。