废旧手机回收处理发展现状探讨

邓梅玲 杜 彬 符永高 胡嘉琦

（中国电器科学研究院股份有限公司 广州 510300）

引言

1973年，美国摩托罗拉工程师马丁·库帕发明了世界上第一部商业化手机,历经50年发展，手机历经2G、3G、4G、5G时代，迅速发展为全球存量超过60亿台、与民众生活密不可分的电子产品。在技术迭代更新和新消费观念的驱动下，手机使用周期不断缩短，可以说，废旧手机已成为目前我国乃至全球保有量和报废量增长最快、最难以处置的电子废弃物种类之一，而其固有的资源再生和环境污染双重属性，也使其日益成为全球讨论及处理研究的热点。

本文通过废旧手机再利用或资源化价值、回收市场、回收技术发展分析，提出了实现废旧手机正规化回收处理关键技术需求，希望对促进废旧手机的资源再利用起到积极作用。

1 废旧手机产生量巨大

我国是全球手机生产量最大的国家，据国家统计局数据显示，2015～2019年我国手机连续5年生产量超过17亿台。我国手机用户逐年增加，2019年我国手机用户超过16亿户，居民保有量16.02亿台，人均拥有手机1.14台。相关数据见表1。

表1 我国手机产量等相关数据

另一方面，由于人们对手机功能和新颖款式的追求，手机平均寿命逐渐降低。目前尚没有关于废旧手机产生量的准确数据，许多研究机构对此进行了预测研究，但由于采用的统计数据或预测模型不同，往往预测数据存在差距[5,6]。根据《中国废弃电器电子产品回收处理及综合利用行业白皮书》，2019年产生废旧手机2.89亿台[7],而本文以国内手机出货量为数据来源，将2013年至2019年的手机寿命期分为4年、3年、2年、1年四个等级并对不同的使用寿命赋予一定的比例（见表2），采用市场供给A模型，对废旧手机的产生量进行预测，得到2017年至2020年的废旧手机产生量如图1所示。

图1 废旧手机产生量预测

表2 手机寿命分布比例 单位：%

2 废旧手机再利用或资源化价值高

废旧手机含有大量铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯（PBBs）和多溴二苯醚（PBDEs）等有毒有害物质，随意丢弃将会严重污染土壤和地下水，极易对生态环境和人体健康造成严重的危害；但另一方面，手机具有高值可再利用的部件、元器件，富含塑料、玻璃陶瓷和丰富的金属元素等，再利用与再资源化的价值高于一般电子废弃物。

2.1 废旧手机关键部件的再利用

手机一般包括9个部分，即主板芯片、液晶显示屏、电池、天线、键盘、麦克风、扬声器、外壳及其它附件（如耳机，装饰品等）等。在手机淘汰后，拆解下来的部件或器件95 %以上可继续使用，极具再利用价值。以液晶显示屏为例，从2016年3月开始LCD显示屏受投资大、产能不足等影响，市场供应不稳不足，而建一座高世代TFT生产线，动辄几百亿，而利用废旧手机再次生产液晶显示屏，生产快、成本低，迅速催生了相关市场的发展。2017年底，电阻电容缺货涨价，促使废旧手机中电阻电容的大量需求和应用。而中美贸易战以来，液晶屏驱动芯片等的进口受到限制，使其市场供不应求。

2.2 废旧手机的资源化

手机中主要的主要金属元素包括铜、锡（基本金属）、钴、铟、锑（特殊金属）、金、银、钯（贵金属）、钨（稀有金属）、钇（稀土金属）等。金属元素及组成根据手机生产商、设备功能以及通讯技术的不同而变化，一般而言，手机质量的30～40 %为各类金属材料，包括金、银、钯等贵金属的含量是普通金精矿的5～10倍；40～50 %为塑料；约20 %为其它材料，如玻璃、陶瓷等。手机中所用金属种类之贵重、用量之大，直接反应出其具有很高的回收价值，苹果公司的《2019年环境责任报告》显示，从10万台废弃苹果手机中可以得到约4.8 t可回收利用的金属材料[8]，如表3所示。

表3 10万台废旧苹果手机中可回收金属材料

综上所述，可再利用的元器件、金银等稀贵金属成为多数人竞相回收手机的经济驱动力。

3 废旧手机回收率总体偏低

与其它种类的电子废弃物不同，绝大多数的废旧手机产生于个人消费过程，产生源较为分散、总量大但单体重量小，其回收利用受到回收渠道、价格、运输、信息安全等多重因素的制约。

目前，我国废旧手机的处理主要有四种方式：有偿回收、无偿回收、直接丢弃和闲置家中。有偿回收包括回收商通过以物换物的方式回收，新兴的通过线下、线上渠道进行的回收，或以折扣的方式提供以旧换新；无偿回收主要为一些组织或企业发起的绿色环保活动；少量手机直接丢弃；目前出于信息安全等方面的顾虑，大量的手机是闲置家中，约占60 %以上。

手机回收目前是社会热点，涌现了一批基于互联网技术的新型回收方式，但总体而言，普遍认为目前手机的正规回收率不足10 %，且其主要仍是通过个体回收商的方式被回收，流入安徽、河南、山东等地，废旧手机回收体系亟待建设，正规回收率仍有较大的增长空间。

4 废旧手机正规化回收处理发展缓慢

手机已被明确列入《废弃电器电子产品处理目录（2014年版）》，国内少数具有废弃电器电子产品回收处理资质的企业先后建设了废旧手机拆解线。该类拆解线基本采用纯人工拆解方式，机械化程度低，属于劳动密集型。企业采购储备了大量的废旧手机，但由于手机拆解回收的基金补贴等具体措施未明确，企业并未真正投入手机拆解的拆解生产。

同时，个别有资质的企业建设了稀贵金属的湿法提炼生产线，其工艺路线既有采用强酸强碱+废水处理的，也有采用氯化浸金法提炼技术的，但基本都没有实际运行，其工艺路线与装备未受规模化生产的实际验证。

此外，个别企业与国际大品牌手机（如苹果手机）建立了合作关系，负责其国内库存机、商返机或残次品的拆解破碎处理，开展了一定量的生产活动。近年来，我国手机品牌，如华为手机在国际市场影响力逐渐增大，日益重视其手机生命周期末端处理，开始和企业合作进行其品牌手机的统一回收与处理。

5 废旧手机“非正规化”回收处理市场发展迅速

非正规化回收处理是指废旧手机流向了不具备废弃电器电子产品回收处理资质的企业或个人进行拆解、贵金属提取或器件再利用。

由于手机的高价值，吸引了大量非正规企业与人员进入到该市场中，并形成了一定规模的产业集群。在该市场中，手机回收主要以各地人员下乡以刀剪、盆等物品以物换物的方式进行，然后集散到安徽、河南、山东等地，以上地区已形成刀剪盆批发、手机回收产业链及集市，日交易额约在2 000万以上，数量可达100万台/天。据业内人士介绍，其标准的作业流程为：收货（回收手机）→运输（主要安徽、山东、河南等地）→分类→手机维修→维修手机卖货→拆解生产→杂件卖货→拆显示屏→LCD分线路→显示屏深加工生产→显示屏卖货→主板元件拆卸→元件分类检测→元件卖货→PCB板等固废卖货。

根据废旧手机不同价值，市场对其进行了分类，主要为：

1）杂机：各种老机型，主要价值在于早期元件含金量高，而屏、摄像头、芯片、内存再用价值低。

2）功能机：行业内又称为叫大屏机，主要价值在于屏、摄像头、芯片、内存等的再利用。

3）国产智能机：又分为顶配机型和高中低配机型，主要价值在于整机维修作为二手机出售，屏、摄像头、芯片、内存等的再利用。

4）品牌机：包括中兴、华为、NOKIA、三星、苹果、小米、VIVO、OPPO等各种机型，又根据型号、显示屏好坏、款式新旧进一步分类，其主要价值在于整机维修作为二手机出售，屏、摄像头、芯片、内存等再利用。不同类型的废旧手机回收价格根据市场需求变化，其定价机制既灵活又成熟。

该流程下对手机各部分的再利用率极高。在深圳电子市场走访发现，每类电子元器件被精准分类，如芯片、内存、电阻、电容、摄像头、指纹识别等等，其被再利用于新手机的制造，主要销往亚非拉，或被应用于其他产品，如行车记录仪、运动DV、儿童玩具等。由于中国企业对电子元器件的大量需求，二手电子元器件不仅来自于国内拆解市场，从东南亚也有大量的二手元器件通过各种渠道进入到国内市场中。

该流程中的手机拆解过程，基本都是原始的手工作坊式的生产：利用人工和简单工具对手机及电路板进行精细化拆解，利用电吹风等工具加热、熔化焊锡，将电路板上的元器件取下，分类存放。该过程基本没有环境保护与操作安全方面的措施，加热分离元器件等过程中产生的废气直接排放，如电路板在拆解电子元器件时需要加热至200～300 ℃以熔化焊锡，300 ℃是二噁英生成的峰值温度[9]，如果加热过程中温度过高，就会有生成二噁英的危害。

而对于无法再利用的部件，目前普遍采用先焚烧再用强酸（如王水）浸出的方法提取黄金，过程中只针对金、银等一种或少数几种金属进行提取，回收过程产生废水、废气、废渣，尤其是有毒烟气，造成严重的环境污染与资源浪费。

“非正规”回收处理模式实际完成了废旧手机的高效回收，得到了元器件、贵金属等主要产品，并形成了一定规模的、稳定的上下游产业链，创造了就业和促进了当地经济的发展。但其创造经济价值的同时，更付出了巨大的环境代价！

6 实现废旧手机正规化回收处理需实现关键技术突破

一直以来，国内外研究学者从不同方向、多种角度开展了大量有关废旧手机回收处理的研究工作。尤其是关于稀贵金属提取回收的研究，提出氯化浸金法、碘化法、硫脲法、硫代硫酸盐法等[10]。硫脲法提取金具有干扰离子少、速度快的优势，是一项低毒提金新工艺，金属回收率可达99 %，但硫脲稳定性较差，使用条件较为严格；硫代硫酸盐法提取金具有毒性低，化学试剂用量少和反应速率快的特点，但浸出后的溶液中回收贵金属较为困难；中国电器科学研究院股份有限公司提出了一种采用绿色化学湿法回收工艺技术，在非氰化、低腐蚀介质下实现手机线路板底层电镀材料上短流程定向剥离金，该工艺使用的化学药剂可以循环多次使用，金属回收率可达到98 %，纯度达到99 %；此外，北京工业大学开展了利用超声辅助、离子液体浸取稀贵金属的研究，上海第二工业大学开展了利用微生物回收金属的研究等等。在手机拆解技术与装备研究方面，青岛科技大学、上海第二工业大学、四川长虹格润环保科技股份有限公司相继开发了分别针对整机、芯片、液晶屏的基于机械视觉识别的自动化拆解设备。尽管研究工作取得了显著成果，但是技术成熟度不足或者生产成本过高，尚不能规模化应用。

对于正规拆解企业，在缺乏基金补贴的情况下，企业对现有技术下的拆解回收生产的评估每拆解生产1台约亏损0.8～1元。因此，进行废旧手机规范化、规模化、高值化再利用与再资源化生产，实现经济效益与环境效益的双赢，需要实现多个关键技术点的突破：

1）建立正规化的、基于互联网+的回收体系，规范回收市场，确保产品流向正规回收渠道；

2）整机手机产品的评估分类与无损检测技术，以甄别整机可再利用产品，确保再利用产品的安全与质量；

3）信息安全擦除技术，确保原物主的信息不外漏，并使整机或部件无损可再利用；

4）整机无损自动化拆解技术，替代目前的大量人工作业，降低生产成本；

5）关键器件的功能恢复技术，对可再利用的器件通过修复、重组、再匹配方式实现再利用，再利用价值梯级下降；

6）绿色环保的贵金属提取技术，采用低毒可循环的提取试剂，降低工艺复杂程度与生产成本；

7）制定再利用标准与鼓励再利用政策，推动相关产业往正规化方向发展。

7 总结与建议

废旧手机已发展成保有量和报废量增长最快、最难以处置的电子废弃物类之一,同时其丰富的金属材料以及芯片、液晶屏等高值关键器件使其具有极高的剩余价值，对其进行回收处理可产生显著的社会效益、环境效益与经济效益。目前，我国废旧手机回收率偏低，但仍形成了规模巨大的回收处理市场，然而由于技术手段落后等原因，造成了严重的环境污染和资源浪费。在当前的国际环境形势下，实现废旧手机的再利用与资源化，对缓解资源紧张、解决“卡脖子”问题具有重要的意义。而对于废旧手机回收与再利用的可持续发展，有以下建议：

1）依托现在物流渠道，出台相关政策与管理措施，加快促进废旧手机回收体系建设。

2）鼓励尽快突破回收模式、拆解、信息安全、再利用和资源化等关键技术，为废旧手机回收行业提供技术支撑。

3）出台相关技术标准和审核门槛，有限颁发正规企业拆解资质。

4）可遵循手机整机再制造-关键部件再利用-关键器件再利用-绿色资源化的技术路线，实现废旧手机清洁、高值资源综合利用；同时，通过标准与政策途径，鼓励和支持手机二手元器件再利用行业发展。

5）主管部门组织相关产业协会、高校和研究机构，对全国废旧手机回收体系与拆解处理情况做全面普查，形成政策性建议。