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              電子垃圾回收模型及處理工藝流程

                 日期:2016-11-08     來源:環衛科技網    瀏覽:62    評論:0    

                電子垃圾是目前增長速度最快的固體廢物之一,對其不合理處置利用已引起了日趨嚴峻的環境污染,本文從電子廢物的危害及回收利用的角度,概述當前國內外數量巨大的電子廢物的污染現狀及其回收利用處理技術,并結合國內實際提出了具有可行性的建議和設想。

                1、電子垃圾概述

                1.1電子廢品的危害

                廢棄電子產品的處理是困擾全世界的大問題。所謂的電子垃圾是指已經廢棄的或者不能再使用的電子產品:報廢的電視機、淘汰的舊電腦、舊冰箱、微波爐、廢棄的手機、印刷線路板、廢舊電池等。廢棄電子產品可分為兩類:一類是所含材料危害性較小的產品,如電冰箱、洗衣機、空調機等;另一類是所含材料對環境危害較大的產品,如電腦、電視機的顯像管、廢舊電池、印刷電路板等。例如廢電池中由于含有害重金屬成分,1節紐扣電池產生的有害物質能污染60萬L水,相當于一個人一生的飲水量;1節1號電池能使1m2土地失去使用價值。

                1.2國內外電子廢物處理概況

                美國——先將整機或部件再利用,然后對不可用部件進行分拆,塑料、金屬、玻璃分門別類;再進行熔煉;歐洲——1993年就提出了“制造商責任制”,由制造商負責舊電腦的回收解體處理;日本——從2001年4月起實施“資源有效利用促進法”,要求生產廠家義務回收廢舊電腦并將其再生資源化處理。

                目前,廣東省環保局編寫的全國首個地方性《廢舊電子電器污染防治規劃》提出,到2010年,廣東將在全省范圍內建成布局合理的廢舊電子電器回收中心,綜合利用和處理各類電子垃圾,并形成對廢舊電子電器”產生、收集、儲存、處理處置、再利用”全過程的監控體系,全面實現廢舊電子電器的資源化、無害化和減量化。

                1.3電子廢物的回收利用技術現狀

                當前,電子垃圾回收大體上可以分成三個主要的階段:選擇性分拆;提高品質(用機械、物理或冶金方法加工處理);提純(把材料恢復到它們原來的生命周期)。

                80年代,德國、瑞典、瑞士等國家就開始對電子廢物的綜合利用進行了深入的研究,他們致力于手工拆卸和金屬富集工藝技術的開發。1991年德國提出了“七部分創造”的手工拆卸方案。目前德國建有年處理21萬噸電子廢物綜合利用廠,其工藝流程為:電子廢物-手工拆卸-破碎-篩分-分選-金屬富集體深加工。

                國外廢電池的管理與回收利用。日本——將廢電池粉碎后,經高溫加熱除去雜質。使干電池的再生利用率由30%提高到50%。鉛電池,日本可做到100%的回收。德國——借助于離子樹脂從溶液中提取各類金屬。電池中95%的物質都能提取出來。不污染環境,貴重金屬也得到回收。瑞士——將舊電池磨碎,然后送往熱解爐內(300~750℃)裂解,汞蒸氣被冷凝成液態而進入溶液中,裂解后的渣在1500℃時熔融,鐵與錳形成鐵錳合金,鋅被蒸發后在冷凝器加以回收。

                對于電子廢物,我國至今采取的仍是自由回收制度:將廢舊電腦回收后,翻新制成二手電腦出售給較落后的農村和小城市再度使用;手工分解拆卸,利用酸性化學液體置換金屬,殘余物隨意丟棄;集中拆卸分離,從中獲取再生原料,拆卸后的殘余物經過一定處理后送往垃圾場;經機械粉碎后進行研磨,同時加入水流,經重力搖床分選,分離出銅、錫、鈀等貴金屬原料,廢水經凈化后可循環利用。

                2、回收電子垃圾的資源化設想和處理加工技術的模式流程

                2.1電子垃圾的資源化設想

                由于電子垃圾中含有可回收的有色金屬、黑色金屬、塑料、玻璃等,對其實施資源化、減量化、無害化處理,既可以減少焚燒、填埋時造成的負面環境效應,又可以使資源循環永續利用,從而促進社會的可持續發展。電子垃圾的回收可以走規模化回收-科學化分類-專業化處理-無害化利用的路子,由生產商、分銷商、零售商、消費者和環保部門合作建立電子垃圾的回收系統,示意圖如圖2-1所示。

                電子垃圾材料的許多成分經過科學的分離和提純可成為非常寶貴的資源。借鑒國外對電子垃圾的研究成果。結合中國實際,對電子垃圾可采取金屬富集的系統化綜合利用,建立電子廢物回收處理站,對電子廢物用專門工具進行拆分,按照塑料、玻璃、線路板和金屬等分門別類地集中,可采用的切削分選技術有空氣分選技術、空氣流化床水選技術。

                根據電子垃圾的基本組成可提出如圖2-2所示的具體技術路線。回收的塑料和玻璃,送往塑料和玻璃制品廠再利用,目前的難題主要是如何將含有害重金屬(如鉛)的玻璃和普通玻璃分離開。有用的電子元件、線路板可以送往玩具廠制作兒童電動玩具;金屬可送往冶煉廠加以利用;含有可供作吸收的金屬鹽提取液可通過除去重金屬處理后送往肥料廠,用作微量元素肥料添加劑。

                圖2-1電子廢物的回收系統設想

                圖2-2電子廢物資源化處理設想

                2.2電子垃圾回收模型

                大量回收:廢舊材料要拆開,去除危險的材料,切削成碎片。基于材料物理性質,把這些碎片分成四類:鐵質材料、非鐵質材料、塑料以及由不同成分的殘余材料組成的混合物。前三類材料進一步提純后,就成為純凈物。用磁鐵或者渦流可以把金屬分選出來。用洗滌槽漂浮分選技術、空氣分選技術以及超聲波分選法,把塑料分選成純凈物。稀有金屬通過金屬富集體深加工法在回收過程中進行再加工。

                電子回收網絡:回收者從城市、學校、辦公樓以及生產商清理電子垃圾。然后,運用上述討論的方法,對原材料進行分選和加工處理,把某些成分與材料分離,以增加有用成分的價值。這些分離出來的成分,運送到各種金屬加工廠,進一步加工成純金屬流,或者重新制成塑料。

                3、電子垃圾回收工藝流程

                3.1拆卸工藝流程計劃和拆卸工作

                拆卸工藝流程計劃的目標是制定程序步驟和軟件工具,形成拆卸策略和拆卸配置系統:投入物和產出物的分析;裝配分析;不確定問題分析;拆除策略的確定。當前采用的拆卸工藝流程,主要是去除有害成分和回收可再利用或有價值的成分和材料。

                3.2電子垃圾的機械、物理回收工藝流程

                篩選,不僅用于提供符合特定機械工藝流程、大小一致的原料,還可以提高金屬含量。金屬回收的基本篩選用旋轉篩選或(旋轉式)礦石篩(洗礦用滾筒),振動篩選也是常用的,尤其是有色金屬的回收。

                形狀分離技術主要應用于控制粉末工業的微粒特。這個工藝流程的基礎工作原理利用了以下的不同:傾斜實體壁上微粒的速度;微粒通過網狀窄孔所需的時間;微粒的實體壁內聚力;微粒在液體中的沉淀速度。

                磁力分選:利用不同材料的磁化率大小各異的特性,引進稀土永磁材料,可提供強度高、梯度大的磁場。強磁場分選,至少可以成功分選三個合金族:相對質量大、中等質量、相對質量小或反磁性銅合金。

                導電度分離:根據材料的不同導電度(或電阻率)對材料進行分離。有3種典型的導電度分離技術:旋渦流分離、電暈靜電分離以及摩擦電分離。

                3.3微粒旋轉渦輪機分離器的新改進

                旋轉渦輪機分離器已經順利地應用在若干種有色金屬分離和回收操作中,最常見的是從報廢汽車和城市固體廢物中回收有色金屬。鑒于原料的大小尺寸要求,利用傳統的旋轉渦輪機分離器受到限制。微粒尺寸大于5毫米,甚至10毫米才可以。

                3.4電暈靜電分離

                電暈靜電分離,大小在0.1-5mm范圍內的微粒適用,是一項重要技術即稠。這個工藝流程已經廣泛地在材料加工業和廢氣電纜回收上。力在電暈靜電分離中,電極裝置、回轉軸速度、水分含量以及尺寸大小對分選結果起著決定性重大影響。

                四、結論

                電子廢物的回收應走規模化回收-科學化分類-專業化處理-無害化利用的路子,結合中國實際并借鑒國外的管理和處置技術,由生產廠家-消費者-環保部門結合建立電子廢棄物回收網絡。電子垃圾的特性為發展有效分離技術提供了健全合理、可靠穩固的基礎,要作深刻研究。為了進行分選,電子垃圾必須粉碎成小微粒,通常在10mm或甚至5mm以下,要用到機械分選。渦流分離和電暈靜電分離是重要的工藝流程,為分選電子垃圾的微粒提供了可供選擇的方法。到目前為止的研究調查主要集中于從廢棄個人電腦和印刷線路板回收貴金屬。回收的貴金屬含量很低,棕色貨物的回收有待進一步研究。

               
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