废弃电器电子产品典型拆解产物处置方式综述

1. 背景

随着我国社会经济发展和科技进步，电器电子产品的更新换代周期越来越短，废弃电器电子产品产生量快速增加。我国废弃电器电子产品的处理处置长期面临技术水平低、资源化利用率低的情况。拆解得到的典型拆解产物的资源化利用技术缺乏推广应用，致使废弃电器电子产品的资源化程度有待提升。目前我国大部分废弃电器电子产品处理企业的处理模式仍是以拆解、分类、分选为主，而对于一些容易产生二次污染的重点拆解产物，如锥玻璃、电路板等的深度资源化技术水平不高，一些小规模的作坊或个体户采用原始落后的技术进行处理，不利于我国废弃电器电子产品的污染防治和深度资源化利用。本文针对废弃电器电子产品拆解过程产生的典型拆解产物开展分析，研究总结典型拆解产物的处置方式，并对处置技术的发展趋势进行预测。

2. 典型拆解产物的种类

废弃电器电子产品拆解过程中产生的典型拆解产物如表1所示。

表1 废弃电器电子产品中的典型拆解产物

本文对废电路板、废铅玻璃、荧光粉、废旧荧光灯管（含汞）以及保温层材料等处置技术进行总结。

3. 典型拆解产物的处置方式及污染控制措施

3.1 废电路板的处置技术及污染控制措施

废电路板是整个电子废弃物的核心部件，也是难处理的部件，从技术层面上看主要有以下两方面：①废电路板的种类多，材料、基体、元器件之间集合紧密，组成复杂，单体解离粒度小；②非金属材料中由于一些特殊添加剂的存在，使得非金属材料的处置变得相当困难，处理过程中容易产生二次污染。

国内外对废旧电路板的资源化利用技术和工艺开展了多年研究，逐步形成一些可以产业化应用的工艺，主要为物理法、火法和湿法。三种工艺的流程及污染控制节点如图1所示：

图1 电路板的物理法、火法、湿法流程及污染控制节点图

物理法处置电路板可能会产生二噁英等污染物；铅、锡等低熔点金属也容易造成污染；破碎过程中会产生有害气体、VOC、含铅玻璃纤维和树脂的粉尘、无组织颗粒物、非金属粉末以及废水等。对于二噁英、有害气体、VOC、含铅玻璃纤维、树脂粉尘、无组织颗粒物、非金属粉末等需要转配除尘设备以净化空气，收集的粉尘需要送往危险废弃物处置企业进行处置；对于产生的废水需要经过企业内部的污水处理设施处理后排放到市政污水管网或者工业废水处理管网，以降低后端污水处理的难度实现水资源的循环利用。

火法处理电路板，该过程产生的污染主要是酸性气体（HCl、HF、HBr、NOX、SO2）；烃类（未燃尽的烃类、二噁英、呋喃）；CO；颗粒物（粉末、沙粒）；低熔点、沸点的金属（Hg、Cd、Pb、Zn、Cr、Ni）。产生以上污染物主要是电路板加入到熔池进行熔融的过程。需要配备烟气吸收装置、末端尾渣收集装置。

湿法处置电路板，该过程产生的污染主要是废酸、氰化物、颗粒悬浮物、酸雾、重金属、废渣等。产生以上污染物主要是在浸出工艺阶段，无论是采用酸浸出、氰化物浸出还是湿法多段提铜和贵金属工艺，都能产生以上污染物。对于酸雾、悬浮颗粒物需要设置尾气吸收处理装置；对于废液需要设置污水处理装置或者收集之后交由专门的废酸、氰化物处置企业进行处理；对于产生的废渣需要设置尾渣收集装置或者采取金属提取工艺提取相应金属。

3.2 废铅玻璃的处置技术及污染控制措施

由于铅玻璃具有良好的导电性能和吸收X射线的性能，使其广泛应用于生产CRT显示器玻壳。CRT显示器玻壳主要由管屏玻璃、管颈玻璃、管锥玻璃通过低熔点封接玻璃焊接在一起。一般地，管屏玻璃氧化铅含量较低约0-4%；管锥玻璃含有约22-23%的氧化铅；管颈玻璃含有约32-35%的氧化铅；封接玻璃含有的氧化铅达到75-78%。当CRT显示器玻壳在废弃之后，由于长期与水、酸性物质等接触，铅会溶出进入土壤和地下水中[1]。

铅玻璃的处置技术有铅浸出法、循环利用法、冶炼法、填埋法、制造建材材料等。由于铅浸出法不能有效的全部提取铅玻璃中的重金属铅，填埋法和制造建材法是对铅玻璃污染的一种转移并没有真正解决铅污染问题。在循环利用法和冶炼法中，对于铅玻璃中铅的污染可以做到相对的污染控制。

典型的废旧CRT含铅玻璃的铅提取技术见图2，该技术将废弃的CRT玻璃粉碎后，再进行球磨，添加药剂，加热熔融，水洗熔融物，分离出粗铅，过滤得到碱渣和碱液，浸洗碱渣并趁热过滤，冷却后得到沉淀铅化物沉淀，提取铅元素。

图2 废CRT含铅玻璃处置技术及污染控制节点示意图

通过该技术处置铅玻璃，在粉碎与球磨的过程中会产生VOC、无组织颗粒、非金属粉末，这些物质能造成大气污染，需要设置除尘装置对以上物质进行收集。在水洗熔融物的过程中会产生废碱液、含铅废水等，此类废水易造成水体和土壤污染，该阶段需要设置废水收集装置，并需要对此类废水进行特殊处理或者交由有资质的企业进行处置。最后在提取铅元素阶段会产生含铅废渣，该部分产物需要交由有处理资质的企业进行处置。

CRT玻璃回收技术，主要包括物理回收技术和化学熔融回收技术。物理回收技术是通过清洗来进行玻璃回收的方法，化学熔融回收技术是指通过高温加热熔融等回收玻璃的方法。玻璃清洗目前有干法技术和湿法技术两种。干法技术是通过玻璃的自磨，磨掉玻璃表面的涂层。湿法是用化学药剂对CRT玻璃进行浸泡，除去玻璃表面涂层1。

目前也有将含铅玻璃送往铅冶炼企业经过冶炼制作铅砂再用做铅冶炼原料。环境保护部、工业和信息化部2014年发布《关于开展铅冶炼企业协同处置阴极射线管含铅玻璃试点工作的通知》，河南豫光金铅、湖南水口山有色金属集团有限公司、株洲冶炼集团股份有限公司等企业开展了CRT含铅玻璃的处置工作。

3.3 荧光粉的处置技术

荧光粉的处置技术主要有两种：高温焚烧法（1000-1400℃下高温焚烧炉焚烧），填埋法（水泥加药剂固化填埋）2廖小红, 田晖. 阴极射线管荧光粉回收利用现状及技术[J]. 再生资源与循环经济, 2010, 03(6):36-39.。高温焚烧法与填埋法均是将荧光粉中的汞污染进行转移，焚烧工艺产生的废渣含有汞元素，固化填埋处理是暂时把汞元素封存在水泥中，并没有彻底解决汞污染问题。

阴极射线荧光粉的红粉是稀土金属荧光粉，从废弃的稀土荧光粉中可以回收稀土金属。一般的方法是通过磁选、酸浸回收稀土金属，但是对环境产生的污染较大。目前陕西安信显像管循环处理应用有限公司处置荧光粉的技术较为先进，技术路线如图3。

图3 灯管、荧光粉处置技术

3.4 废旧荧光灯管（含汞）的处置技术及污染控制措施

废旧荧光灯回收利用的方法主要有干法回收和湿法回收两种。湿法回收源于汞可通过水封保存的特性，为了避免荧光灯破碎时空气受汞的污染，而在水中添加丙酮或乙醇，以便更有效地捕获汞，如以江苏宜兴苏南固体废弃物处理厂为代表，其建立了完善的湿法处理流水线，并配套完善的废水废气收集处理系统。

干法回收又分直接破碎法和切割法（切断吹扫分离法），切割法首先将端部非玻璃部分切下，回收金属和部分汞，然后对汞和荧光物质采用湿法与火法相结合进一步分离，最后回收玻璃；直接破碎法是利用荧光灯组分性质的不同，采用破碎、磁选、电涡流等设备分离不同材质物料，其工艺流程见图4。目前国内外应用最多的是瑞典MRT公司生产的节能灯管粉碎设备和汞蒸馏设备3高敏, 王斌, 苑文仪,等. 废弃含汞灯具中荧光粉分析及汞处理[J]. 安全与环境工程, 2016, 23(5):80-84.。

在用干法工艺处置荧光灯管的过程中需要在破碎系统、负压系统、过滤系统以及蒸馏系统中设置烟尘收集装置，以便回收并统一处置产生的含汞粉尘、玻璃粉尘、荧光粉、玻璃粉等。

图4 破碎、分选、负压、蒸馏系统工作原理图4 刘晓东. 浅析干法处置废弃含汞荧光灯[J]. 再生资源与循环经济, 2015, 8(4):35-38.

3.5 保温层材料的处置技术

冰箱保温层材料是冰箱拆解后产生量较大的产物之一。目前的管理政策要求将保温材料进行压缩减容后，交由有关处理单位进行处理处置。处理处置保温层材料的主要方式包括填埋、焚烧和用做建筑材料填料等。

保温层材料的成分主要是聚氨酯泡沫，其热值较高，但焚烧过程中产生的有机污染物较多，如在生活垃圾焚烧炉中进行焚烧处置时，如掺烧比例过高，可能造成后端排放的有机污染物超标。

目前市场上已有企业经开展使用保温层材料制作轻质建筑材料的实践，但由于保温层材料的密度较低，运输成本较高，其业务开展受到限制。

4. 典型拆解产物的处理处置技术发展预测

①电路板（HW49,900-045-049）。物理处置技术相对处理不彻底，若要实现资源化必须与火法和湿法处置相结合。市场上资源化程度较高的处置工艺是物理处置、火法、湿法相结合，应针对不同品位的电路板推广采用不同的处置流程，以求资源最大化回收。可以推测，未来在电路板的处置技术方面资源化程度将越发提高，并且相对应的环境风险也将会降低。

②含铅玻璃（HW49,900-044-049）。国内的处置技术相对比较成熟和完善，对于尾渣中铅的含量也有较好的控制。该技术可以在接下来的市场运作中进行推广以便产生更巨大的经济和环境效益。

③荧光粉（HW49,900-044-049）。目前我国现有的处置技术达到国际先进水平。随着大规模处置项目的审批落地，该处置工艺将继续得到进一步完善。在不久的将来，可以产出一套适用于国内外的荧光粉处理处置及资源化标准。

④废旧荧光灯管（含汞）（HW29900-023-29）。该产物的处置在很大程度上是对其中所含荧光粉的处置。结合目前成熟的瑞典MRT处理工艺可以相对较好的对荧光灯管进行处理处置。

⑤以上4类是废弃电器电子产品的处理处置过程中产生的危险废弃物，对其处置需要经过严格的环节管控。此外，目前在处置阶段需要重视的拆解产物还有保温层材料，而这类拆解产物的处置技术在国内上没有形成较好的处置工艺，在未来的发展过程中，需要进一步开发有针对性的处理处置工艺。

5. 结论

本文通过对废弃电器电子产品拆解过程中产生的典型拆解产物的处理处置技术、污染防治措施等进行阶段性研究，得出以下结论：

① 在废弃电器电子产品典型拆解产物的处置技术方面，国内具有相对成熟处置技术的有废旧电路板、铅玻璃、荧光粉、荧光灯管等。

②目前保温层材料的处置只有填埋和焚烧。国内对于保温层的处理技术和能力相对落后，需要开发相应的处置技术。虽然有企业已经开展利用保温层材料生产新型建筑材料的尝试，但尚未大规模推广，随着冰箱处理量的增加，保温层材料的处理问题不容小觑。建议管理部门引导和鼓励相关企业研发保温层材料的处理处置技术，实现环境无害化处理处置及资源利用。