电子废弃物中塑料回收利用技术现状

耿洪鑫，韩超（天津凯英科技发展有限公司，天津300392）



电子废弃物中塑料回收利用技术现状

耿洪鑫，韩超
（天津凯英科技发展有限公司，天津300392）

摘要：综述了国内外电子废弃物中塑料回收利用技术（机械处理技术、化学处理技术、热处理技术），分析了现有技术存在的主要问题和面临的机遇，提出了电子废弃物中塑料回收处理技术在今后的发展趋势。

关键词：电子废弃物；塑料；回收利用

电子行业是目前最大且发展最快的制造产业，在社会经济和技术中占有重要地位。随着经济的发展和人口的增长，电子产品的生产量和使用量不断增加，电子废弃物的产生量也随之增加，其带来的社会、环境问题已成为21世纪最为紧迫的问题之一[1]。电子废弃物组成材料包括金属部件、玻璃、塑料等，一个普通的线路板中含有30%的塑料、30%的耐火氧化物和40%的金属[2-3]。电子废弃物中含有大量有价物质，具有重要的经济价值，合理回收利用可缓解能源危机，创造工作机会，减轻国家对再生资源行业高额补贴的负担。

塑料在电子废弃物中占有很大比例，由于塑料是一种难降解材料，往往采取填埋和焚烧的处理方法，随着资源环境危机加剧和人们环境意识的提高，电子垃圾中塑料的回收利用引起了人们的重视[4-5]。为了促进电子垃圾中塑料成分的回收利用，综述了目前国内外电子废弃物中塑料回收利用技术（机械处理技术、化学处理技术、热处理技术），分析了现有技术存在的主要问题和面临的挑战，并提出了解决当前存在问题的建议。

1　　电子废弃物中贵金属回收的必要性

电子废弃物中主要含有塑料、惰性氧化物和金属，表1为电子线路板组成[6]。目前国内外对电子废弃物中贵金属资源化利用技术研究较多，开发了高效、环保贵金属回收新技术，取得了良好的经济效益，而对于占总质量30%且经济效益相对较低的塑料研究较少。随着石油、煤等化石能源的枯竭，能源危机日益严重，废旧塑料的回收开始受到关注。在我国，废旧塑料回收产业为环保朝阳产业，具有发展潜力大、经济效益好的特点，是缓解塑料原料供需矛盾的有效途径。

表1　　电子线路板组成

目前电子废弃物中塑料采用简单粗放的回收处理方式，电子废弃物中废塑料混在土壤中不断累积，将会造成当地土壤和地下水的污染，导致农作物减产，影响当地居民的生活质量。废塑料随垃圾填埋不仅会占用大量土地，而且被占用的土地长期得不到恢复，影响土地的可持续利用。

电子废弃物中塑料经过焚烧后，释放出大量的烟雾、灰尘以及有害气体，如一氧化碳、苯类和剧毒的二恶英等致癌物质，其中二恶英是持久性有机污染物，在环境中不易降解、存留时间较长，可通过大气、水的输送而影响环境，并可通过食物链富集，对自然环境和人体造成危害，目前国家已将电子废弃物列为危险废物，低碳环保、高值利用电子废弃物中塑料意义重大。

2　　电子废弃物塑料回收利用技术现状

电子垃圾中塑料回收过程包括废旧塑料分离和再利用两部分，其中废旧塑料分离过程主要采用机械处理技术，回收再利用技术主要包括化学处理技术、热回收处理技术[7]。

2.1机械处理技术

电子废弃物中塑料成分复杂，混合的塑料回收难度大且利用价值较低，通过分类分选得到高纯度塑料是提高废旧塑料附加值的重要过程。机械处理技术是根据材料间密度和表面特性等差异，实现不同种类塑料分离，包括拆解、粉碎、物料分选等处理过程。拆解分离出的塑料可以采用碾磨、溶解脱膜、高温水去除等技术去除油漆等覆盖物，然后利用剪切破碎技术，使其各种成分互相分离以去除其他外带物质。分离得到较高纯度的废塑料可与其他材料复合，得到高附加值产品，目前将木材与塑料复合加工成木塑材料，实现废旧塑料的综合利用，提高废旧塑料的附加值。木塑复合材料是以塑料与木材按照一定比例并添加特殊的加工助剂、偶联剂，经高温高压处理后制成木塑型材，木塑材料兼有木材和塑料特点，稳定性、耐磨性和抗冲击性能好[8]。

2.2化学处理技术

化学回收处理主要包括解高温裂解和催化裂解技术，得到化工原料和燃料。高温裂解处理是通过加热高温的方法将塑料热解为多种物质。把塑料投入焦炭炉，在含碳的还原条件下塑料高温分解，热解产物主要是可燃性的气体或液体，可以直接作为化工合成原料和优良的辅助燃料[9]。高温裂解技术和设备较为复杂，反应温度较高，设备投资以及能源消耗成本较高，致使废塑料回收成本较高。

与高温裂解技术相比，催化裂解优势突出。催化裂解-催化改质组合技术具有裂解温度低、反应速度快的优点，是未来废塑料高值利用的发展趋势。安杰等[10]以ZSM-5分子筛为催化剂，对聚丙烯塑料裂解转化生产车用燃料进行研究，实验结果表明碱处理-水处理组合改性的ZSM-5-AT-ST催化剂，能有效催化聚丙烯塑料裂解，裂解液中汽油馏分收率62%，液化气收率36%，同时汽油馏分中芳烃54.4%，异构烷烃14.5%，烯烃17.3，辛烷值>96，是优质高辛烷值汽油，具有较好的工业应用前景。

2.3热处理技术

热回收处理就是把回收的塑料作为燃料获得能量，因为塑料是高分子碳氢化合物，具有良好的燃烧性能和与煤炭相当的热值，可替代煤炭用于高炉炼铁的发热剂，有利于提高炼铁质量和效率。首钢技术研究院在焦炉处理废塑料试验中，通过在焦炉燃料中添加不同质量比的废塑料，考察燃烧反应后焦炭的强度变化情况，结果表明添加1%的废塑料是最优选择，可大幅提高焦炭反应后强度。

吕伟等[11]利用废旧线路板中的塑料通过高温炭化、KOH浸渍和活化后制备活性炭，并将其应用于印染废水吸附处理，取得较好的效果，实验中COD的去除率达到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状态下具有良好的附着力，将电子废弃物中塑料通过回收用作沥青改性剂。实验结果表明，通过添加10%的低密度聚乙烯，沥青的稳定性和柔性提高了65%。添加废旧塑料后，道路使用周期延长。

3　　电子废弃物中塑料回收利用存在的问题和面临的挑战

3.1电子废弃物中塑料回收利用存在的问题

电子废弃物中塑料回收面临的主要问题包括回收技术以及回收过程污染控制。由于对电子废弃物中废旧塑料回收的研究起步较晚，再生塑料企业大多为家庭作坊式中小企业，缺乏相关废水处理设备，导致废水随意排放，传统的填埋和焚烧的处理方法，对周边土壤和地下水造成严重污染。并且在电子废弃物中的塑料回收过程中，需要经过洗涤去除塑料表面的污染物，因此产生大量的含有悬浮物和有机物的废水。废旧塑料在造粒过程中，产生大量废气，严重污染空气，在破碎过程中产生噪音污染，影响周围居民生活。图1所示，超过85%的企业因没有污水处理设备或者设备落后存在水污染，超过80%的企业会产生空气污染，超过60%的企业存在噪音污染[13]。

电子废弃物中的塑料与其他废旧塑料不同，其塑料添加剂较多，简单的机械回收方法难以达到理想效果，往往需要配合化学处理方法。在利用化学处理方法回收电子废弃物中塑料的过程中，产生的废水含有大量的有机物和悬浮物，其COD可达1 000 mg/m3，SS可达5 000 mg/m3，废水量大且水质差别较大。表2为某废旧塑料回收利用企业排放的废水水质[14]。因废水水质较差，无法满足国家污水综合排放标准，不能直接排入污水管道，需要选择合理的工艺对废水进行有效治理，达标后排入工业污水处理厂统一处理。

图1　　废旧塑料回收利用企业相关污染物类型

表2　　某废旧塑料企业排放废水水质mg/L

电子废塑料再生过程包括造粒和熔融过程中，由于废塑料高分子和增塑剂部分裂解产生少量碳氢化合物、苯和二恶英等有毒气体，若直接进入大气，将造成环境污染。表3为某废旧塑料回收利用企业产生的废气检测结果[15]。

表3　　某废旧塑料回收利用企业产生废气检测结果

3.2电子废弃物中塑料回收利用面临的机遇

电子市场是全球广泛发展的一个领域，据统计，我国已经进入电子废弃物报废的高峰期，每年的处理量超过1亿台以上，并且每年报废增长率达20%。随着市场规模的不断扩大，国家开始重视电子废弃物回收利用行业，加大政府对再生资源行业废旧电子产品的补贴，并且不断将补贴力度转向电子废弃物回收再生利用和高值利用技术开发。

电子废弃物中塑料回收通过优化拆解和二次利用，减少了对原材料的使用。合理利用电子废弃物中的塑料能够带来众多效益，国家可加大对电子废弃物设备设施的投资，管理整合电子废弃物回收利用过程，提高资源回收利用效率，打造形成一个高效率电子废弃物生态系统，实现电子废弃物合理利用，缓解能源危机，降低环境影响。随着电子废弃物产量的大幅增长，目前的回收处理系统难以应对，企业应抓住机遇，改进和引进先进技术，并与利益相关者合作，加大对电子废弃物回收和塑料再利用技术的投资。政策鼓励和利益驱使，越来越多的企业和研究者加入电子废弃物塑料回收技术的开发，电子废弃物中塑料低碳、环保、高值化利用变得更加可能。

4　　结语

电子废弃物中塑料的成分复杂，回收难度大，长期以来采取填埋和焚烧的处置方式，随着能源危机日益突出和环保要求的提高，回收利用电子垃圾中的有用成分，减少填埋和焚烧量意义重大。

电子垃圾中塑料综合处理应统筹能源、环境和经济三方面，在环境友好、低碳经济的前提下，借鉴和引进先进技术，提高废旧塑料再利用附加值，实现废旧塑料加工企业由政府补贴到产品盈利的转变。

完善废旧资源管理体系，利用政策优惠等措施促进企业引进和开发经济高效、环保的废旧塑料回收利用技术，降低塑料回收成本，实现废旧塑料资源化、无害化、效益化。优化产品设计和生产过程，减少原材料的使用，尽可能地直接回收利用废旧塑料。建立电子废弃物塑料回收加工到生产制品完整产业链，形成循环经济产业区。

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中图分类号：X76

文献标志码：A

文章编号：1674-0912（2016）01-0041-04

收稿日期（2015－12－18）

作者简介：耿洪鑫（1987-），男，山东淮坊人，硕士，助理工程师，研究方向：膜分离过程研究、电子废弃物回收技术以及污水处理技术。

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