废弃电子产品中非金属物质的回收处理

2018-01-16 04:26何鹂颍
中国非金属矿工业导刊 2018年3期
关键词:基片单晶硅多晶硅

何鹂颍,刘 扬,宝 暄,武 鹏

(北京出入境检验检疫局,北京 100176)

1 引言

废弃电子产品是指丧失了使用功能或在经济合理条件下经过维修仍达不到旧电器电子产品安全标准和性能标准的电器电子产品。废弃电子产品包括:报废的旧电视、旧台式计算机等大型电子产品;报废的手机、iPad等小型电子产品;作为废弃电子产品重要组成部分的电池。

全世界每年都有大量的电子产品被淘汰、报废,废弃电子产品增长速度非常快,如果没有有效的回收和处理手段,将对自然环境造成灾难性的破坏。目前我国主要重视废弃电子产品中高价值金属物质的回收处理,但废弃电子产品中也包含多种非金属物质,其回收处理对改善环境污染可起到非常重要的作用,本文旨在探讨和研究这些非金属物质的回收处理思路和方法。

2 废弃电子产品中非金属物质回收处理方法

2.1 塑料(树脂)的回收处理

电子产品中塑料主要在外壳、PCB电路板、绝缘隔板等处。电子产品的PCB电路板,基材的主要非金属矿物组成是塑料(树脂),其回收处理工艺为:先将废弃电子产品中电路板进行拆除,然后粉碎,得到粒径1mm以下的粉末,然后用磁选、静电、重选、风选和涡电流等分离技术分选出塑料、铁磁金属、铜、铅、锌等。其中涡电流分选机利用涡电流来分离比重相近的塑料和轻金属,静电分选机可以有效地分离金属和塑料。

对于塑料外壳,相比电路板工艺简单很多,拆除废塑料物质后,可以直接破碎、切粒。经粉碎后的塑料中由于含有杂质不能直接利用和加工,必须经过去污和除杂处理。可以用风力系统将塑料颗粒吹到净化系统中,通过洗涤设备或负压真空设备去除塑料中的污物和杂质,经过净化和除杂的塑料可以制作成再生颗粒和化工原料。融化的塑料可以经热分解裂解成气态链状烷烃和烯烃,然后经过催化剂催化分解后,通过冷凝器冷却回收成汽油和柴油。废塑料化工原料还可以制取芳香族化合物,可以制备多功能的树胶脂;还可以处理后添加在沥青中,用作铺路原料。

2.2 玻璃的回收处理

有玻璃组成部分的废弃电子产品主要是包含老式CRT显示屏的电子产品和一些废灯具,其回收处理的第一步也是要分拆,去除塑料、金属等非玻璃物质,对于CRT显示屏玻璃,切割为喇叭口、遮光板、屏幕三个部分,然后清理屏幕内侧杂质,再将切割的三个部分进行破碎、清洗杂质、通过分离技术得到高含铅、低含铅、无铅的玻璃原料,用于生产新玻璃。

对于废灯具,首先拆分出玻璃部分,对于内部含有毒物质的日光灯管,采用直接粉碎分离或者切端吹扫分离技术。对于直接粉碎分离的,先经破碎筛选分离为金属、底座、玻璃,再逆流漂洗,去掉荧光粉和汞,得到纯净的碎玻璃然后作为再生玻璃的原料。而采用切端吹扫分离技术,是先将直管荧光灯的两端切掉,吹入高压空气将荧光粉吹出并收集起来,然后通过蒸馏装置有效回收荧光粉中的汞,玻璃经洗管烘干,可以再利用[1]。

2.3 电子器件封装基片的回收

电子器件封装基片用来承载元器件及其相互联线,要求其具备良好绝缘、良好导热、机械强度高、化学性质稳定、低介电常数和低介电损耗等性能,常用基片材料有陶瓷、金刚石、环氧玻璃。对封装基片的回收,可通过陶瓷玻璃粉碎、金刚石球磨机和分离技术得到陶瓷粉末、金刚石颗粒、玻璃颗粒等材料。

2.4 光伏太阳能电器中硅的回收

目前在全球太阳能发电市场中,晶体硅发电占据90%以上的市场。单晶硅和多晶硅是太阳能电器最重要组成部分,用以实现光电转换,对太阳能的利用起着非常关键和巨大的作用。

太阳能设备在长久使用后需要更换光伏组件电池片等,更换废弃的光伏组件需要回收,对有价值部分进行重新利用。回收目的一是节约资源,二是减少废弃光伏组件对环境的污染。因为光伏组件含有有毒有害物质,若是随意处理,会对环境造成污染。

我国通过引进和消化改良的西门子法多晶硅生产设备,掌握了一些生产多晶硅的西门子法关键技术,也自主设计制造了一些西门子法多晶硅工艺设备,但国产的多晶硅纯度和质量还不能与德国等国相比[2],而单晶硅是高纯度多晶硅在单晶炉中熔炼成的,导致我国光伏用单晶硅和硅片生产企业只用国外大企业多晶硅产品。多晶硅的提纯成本很高,而且提纯过程中会产生污染环境的气体和杂质[3]。因此对于废弃的光伏太阳能电器,单晶硅与多晶硅的回收利用不仅具有重大的经济价值,而且对于保护环境具有十分重大的意义。

目前我国有许多单晶硅和多晶硅回收企业,其中包括生产单晶硅和多晶硅的企业,有些还提供上门收购业务,这就为光伏太阳能电器中硅的回收提供了很大便利条件。而生产单晶硅和多晶硅企业的回收行为更为废弃光伏太阳能电器中硅的处理和重复利用提供了保障。

3 结语

目前,电子产品更新换代速度越来越快,废弃电子产品数量越来越多,随着我国对节能环保重视程度不断提高,对废弃电子产品中有用非金属物质回收处理和利用力度会不断加强,不仅可以节约宝贵资源,还可减少对环境的污染与破坏,尤其是减少一些不可降解的非金属废弃物对人类的生存和发展带来的不利影响。另外生产企业通过回收废弃电子产品中纯净的非金属物质作为原料(如多晶硅),还可以降低生产成本。开发废弃电子产品中有用非金属物质的回收和利用,可以促进我国的环保事业和经济持续健康发展。

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