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废弃电脑及配件中贵金属的回收利用

作者: 发布时间:2017-06-26 13:33:53  


废弃电脑及配件中贵金属的回收利用

 来源:电子废弃物回收

  21世纪,信息、材料和生命科学得到飞速发展,信息技术、信息载体和信息材料的更新是科技发展的必然趋势。科技发展史表明,人类文明的每一次进步都对人类生活带来了极大的好处,但与此同时,也都伴随着环境遭受污染的代价。根据《中国统计年鉴2006》的数据表明,到2005年,我国城镇和乡村电脑拥有率达到了41.5/百户和2.1/百户,人们在享受信息技术和工具更新带来便捷的同时,淘汰和报废的电脑正越来越成为社会的负担。并且废旧电脑中含有大量的重金属、PBBPBDE、等有毒有害成分,处理不善将对环境造成严重的污染。然而另一方面废旧电脑中含有许多可以资源化利用的材料,例如塑料、电脑板卡、显像管材料等。因此,回收利用废旧电脑产品成为当前亟待解决的问题,引起了全社会的关注。

  1国内外废弃电脑回收处理现状

  目前,电脑废弃物的大量产生已经对各国产生威胁。欧洲大多数国家已经建立相应的回收处理体系,并且致力于发展新的回收处理技术。特别是瑞士,是第一个实现工业化回收处理电子废弃物的国家。瑞士现有已安装的电脑315万台(平均每两人一台),其中2003年共有68000吨电子垃圾,占总垃圾量的2.6%。而瑞士电子垃圾有效的回收来自于SWICO组织的有效管理。主要管理电子产品如:电脑、电视、收音机等。这组织系统通过和生产者、消费者、处理厂的合作,由ARFAdvance Recycling Fee)负责回收、运输的费用。有专门的公司把不同的电子垃圾带到不同的回收系统。

  日本2000年生产电脑约1200万台,主要品种有桌上型和笔记本型两大类。一般使用寿命为桌上型6~7年、笔记本型为16~17年,但更新期为3~5年,故产生的废旧品较多,且增长较快。日本对废旧电子电器的回收义务规定为生产者或进口者。而在日本全国有两大团体进行回收处理工作,在全国分两组(A组为松下和东芝,B组为日立和索尼)建成数十个再生工场,除系统开发成功再生利用技术外,并制定了基本一致的收费办法和回收方式,每年共有60万吨的废旧电子电器被收集,送往回收处理工厂分类、拆除,有价值的材料被回收循环利用。

  美国是世界上最大的电子产品生产国和消费国,同时也是电子垃圾的最大制造国。据美国国家安全委员会估计,从1997年到2004年,全美仅报废的电脑就将达到3亿多台,而到2005年,在每1台新电脑投放市场的同时就有1台旧电脑加入电子垃圾的行列。美国早在20世纪90年代初就对废旧家电的处理制定了一些强制性的条例,2002年当局针对废旧家电的回收利用又出台了一系列法规法令,对从事回收家电产品中制冷剂的人员资格、使用的设备以及回收比率等都做出明确的规定,使废旧家电的回收利用过程能够达到政府所规定的各项要求和技术指标。作为电脑产品的生产和使用大国,美国也把电脑等电子产品归入家电产品类进行法律上的约束。

  在我国,由于受传统观念、经济条件、技术水平等因素的影响,一般家庭报废或淘汰的废电脑处置方式主要是送人、卖给收废品的小商贩或放入家庭储藏室。国内企事业单位淘汰或报废的电脑绝大部分是束之高阁,继续留在仓库里。因为现有体制决定了电脑尽管已经不能再使用,仍算是企事业单位的固定资产,不能轻易扔掉。不管如何,这些废电脑总有一天要作为垃圾处理掉,被小商贩收购往往是这些废电脑的最终归宿。然而国家也做出了一系列对策及努力:国家在1995年颁布的《固体废物污染环境防治法》的基础上,对包括废电脑在内的废家用电器的不规范和不正当处置做出了规定,组织制定再生资源回收利用管理条例和废旧家用电器回收利管理办法,通过加快建立再生资源的回利用体系和示范来规范废旧家用电器的回收利用工作。

  2从废弃电脑中回收贵金属的方法

  目前我国对电子电器废弃物处理的缺失一方面是制度不健全,另一方面回收电子电器废弃物成本高,经济效益低才是制约这个行业发展的根本原因。因此,除了制定有效合理的回收处理制度,应用经济的回收工艺才能正常持续的把废旧电子电器回收产业化。

  2.1废弃电脑及配件的回收价值

  电脑废弃物中含有多种可供回收再利用的材料,据统计:1t随意收集的电子板卡中含有大约272.4kg塑料、130kg铜、0.45kg黄金、41kg铁、29.5kg铅、18kg镍、20kg镍、10kg锑、9kg银及钯、铂等其他贵金属,仅这0.45kg黄金就价值6000美元。因此回收其中的贵金属在整个回收环节中是最能产生经济效益。事实上,普通金矿的含金量即使品位低至3g/t也具有开采价值,经选矿得到的金精矿也只有70g/t左右,与废电脑板卡中的含金量450g/t相距很远。

  2.2从废弃电脑中回收贵金属的传统方法

  电子电器废弃物一般是先经过预处理工艺,手工拆解与分类。经过手工和机械辅助拆解,各种电子元器件得以分离,对可以可在使用的部分可以进行可靠性检测后重复使用,对有毒有害的部分单独处理。拆解后就可以进行回收处理。目前,国内外废电脑的回收利用以金属(包括铜、镍、铅、锡、铁等贱金属和金、银等贵金属)为主,回收贵金属的工艺技术主要分为火法冶金、湿法冶金和机械法。火法冶金技术主要包括焚化法和裂解法,指利用高温使电脑板卡等部件中的非金属物质与金属物质相互分离,部分非金属物质变成气体逸出熔融体系,另一部分呈浮渣形式浮于金属熔融物料上层,可分离去除贵金属在熔融状态下与贱金属形成合金,除去表面的浮渣后,将熔融合金注入相应模具中冷却,再通过精炼或电解处理使贵金属与贱金属分离,同时使各贵金属相互分离。此法回收效率高、简便,但容易产生废气、废渣二次污染,且能耗大,设备昂贵。

  湿法冶金亦是目前应用较为广泛的从电子废弃物中提取贵金属的方法,并且早在20世纪70年代就已经被西方发达国家所采用,废弃物颗粒在酸性或碱性条件下浸蚀.浸出液再经过萃取、沉淀、置换、离子交换、过德以及蒸馏等一系列过程最终得到高品位及高同收率的金属。湿法冶金处理过程中要使用强酸和有剧毒的氰化物等,产生的废液含有重金属、氰化物等物质,废水处理成本高。

  机械法又称为物理法,是根据物料的物理特性,如密度、导电性和磁性等性质所存在的差异性来回收金属的方法。一般是先通过破碎机把物料破碎到合适的粒径,在通过磁选、风选、电选、浮选对各种材料加以分离。该法具有处理成本低和对环境造成的二次污染小等特点,符合当前的市场需求,因此具有一定的优越性。目前,该方法是发展最快和应用最广泛的从电子废弃物中回收金属的方法。

  2.3从废弃电脑中回收贵金属的新方法

  (1)电解过滤法:在一定的pH、温度、电解质的条件下,通过电解反应,使阳极上废旧电子电器的金属的各种成分得以分离,活性强的先溶解,活性弱的则沉淀。然后在不同电压下分别过滤回收。湿法冶金技术回收废电脑中的金属的基本原理是利用废电脑中的绝大多数金属(包括金等贵金属和贱金属)能在硝酸、王水等强氧化性介质中溶解而进入液相的特性,使绝大部分贵金属和其它金属进入液相而与废电脑中的其他物料分离,然后从液相中分别回收金等贵金属和其它贱金属。这种方法即可用于普通金属回收,也可用于贵金属回收。但生产中会产生废水污染,并且能耗大。

  (2)生物浸取法:生物技术提取贵金属是利用许多生物体对金银等贵金属有特殊的亲和力,用细菌浸取贵金属。20世纪80年代开始研究,目前尚未应用到实际生产中。

  许多生物体对金银等贵金属有特殊的亲和力,可以用细菌浸取贵金属。生物技术提取贵金属的基本原理是利用Fe3+的氧化性将贵金属合金中的其它金属氧化或溶解,贵金属裸露便于回收,还原得到的Fe2+可被细菌氧化成Fe3+再用于浸取贵金属。据文献报道:用含10g/LFe3+和细菌溶液浸取电子废料,温度为2030℃,pH值小于2.5,两天时间后,金的回收达到97%,且含细菌的浸取液可以再生反复使用。

  还有一种方法是利用菌体细胞通过络合、沉积、氧化还原、离子交换等作用对贵金属离子吸附,然后把细胞回收起来,提取其中的贵金属。Pethkar等人用处理好的家禽羽毛包埋牙支状枝孢霉,固定化细胞吸附Au3+的能力较强,在酸性条件下(pH=15),吸附率达88%,吸附量达110mg/g。生物技术提取贵金属具有工艺简单、操作方便、费用低等优点,但浸取时间长、浸取率较低。由于该方法能够大大减少贵金属二次资源处置过程中的酸碱和氰化物的使用量以及减少火法冶金处置过程中的烟尘排放量,从经济效益和环境保护的角度看,具有较大的应用前景,代表着未来技术的发展方向。

  (3)活性炭、特种树脂等多孔性物质的吸附技术:通过吸附材料对废旧电子电器的含贵金属料液进行吸附。卢业玉等利用自制黄原酯棉吸附回收废弃PC电脑电路板中的Au,回收率在85%左右,回收的Au纯度为99.59%。本方法简单,成本低,回收纯度较高。

  3结语

  日新月异的科学技术给人们带来进步与便利的同时,也带来了大量电子垃圾。“循环再生,变废为宝”,这是我们治理废旧电脑及配件的指导方针和原则,在我国,应尽快出台相关法律法规,明确电脑生产厂家的责任,同时加强公民的资源危机和环保教育,倡导全民参与废电脑回收与利用活动;另一方面,要成功地吸收和借鉴国内外好的经验和做法为我所用,建立废电脑及电子垃圾集中处置机构,加强新技术的研究及推行,加大绿色环保电脑的研发,使废物资源化、再利用化,最大限度地保护人类赖以生存的环境。