国外电子废弃物资源化概述

刘 平，彭晓春，杨仁斌，夏 海

（湖南农业大学环境科学与工程研究所，湖南长沙410128）

国外电子废弃物资源化概述

刘 平，彭晓春，杨仁斌，夏 海

（湖南农业大学环境科学与工程研究所，湖南长沙410128）

随着信息工业的飞速发展，以及人们对电子废弃物认识的深入和环保意识的加强，电子废弃物的回收利用已逐渐成为一项新兴产业。通过分析国外发达国家对电子废弃物的环境管理、工艺技术以及回收体系状况，总结了发达国家的成功经验，对我国建立和完善电子废弃物管理体系，发展研究电子废弃物资源化技术提出对策和建议。

电子废弃物；资源化；回收

由于大量电子废弃物对环境的污染和生态的破坏日趋严重，因此，减量化、无害化、资源化处理电子废弃物成为亟待解决的问题，对保护人们赖以生存的环境和资源的循环再生利用有极大的促进作用，对发展循环经济，建设可持续发展的生态文明社会具有重要的意义。

随着信息科学技术的高速发展，电子类产品的更新换代年限在不断缩短，被淘汰的电器、电子产品数量也在大幅增长，电子垃圾每5年增加16%～28%，比总废物量的增长速度快3倍。电子垃圾已成为城市垃圾中增长最快的垃圾。美国等经济发达国家面临着电子废弃物大量排放的困境，因此，它们对电子废弃物的资源化回收开始最早，1969年美国矿业局（USBM）已开始尝试从废弃军事设备的破碎产品中回收贵金属，并建成了处理量达0.23 t/h的中试厂。电子废弃物潜在价值高，根据金属含量不同，每吨电子废弃物价值达几千美元，甚至高达9 193.4美元。由于电子废弃物中蕴藏了巨大商机，因此现在很多发达国家已将电子废弃物回收处理作为一项主营业务。发达国家的成功经验，是在“3R”（减量化、再利用、再循环）原则的基础上，遵循“资源—产品—再生资源”和“循环经济发展模式”，并实行“生产商责任延伸制”，组建生产商联合协会或者经授权的民间组织，通过立法确保电子废弃物物流和资金畅通，从而实现对电子废物的综合回收利用。

1 国外电子废弃物的管理

美国、日本和欧盟等发达国家和地区，在电子产品的报废和处置等方面均建立了较为系统的法律体系，包括立法征收电子垃圾处理费和立法再生利用。

立法征收电子垃圾处理费，主要有美国和欧盟。欧盟同时也扩大了生产者责任制的范围，将电子垃圾处理费的征收范围扩大到了在欧盟销售的任何电器。

立法再生利用，主要有日本和部分欧洲国家。2000年颁布的日本《家用电器再生利用法》，明确规定制造商和进口商必须负责自己生产和进口产品的回收和处理。瑞典法律规定电子废弃物的处理费用由制造商和政府共同承担。法国则强调全社会共同尽责，规定每人每年至少回收4kg电子垃圾。

德国是对电子废弃物进行综合回收处理最早的国家，早在1972年就颁布了《德国废弃物法案》；经1986年的第四次修订后，命名为《关于避免和回收利用废弃物法案》。1994年德国又制定了《循环经济和避免废弃物法案》，率先走向循环型经济社会。

日本是一个后起的工业国家，在不到150年的时间内，走完了欧美国家300年的工业化道路，与此同时也加倍地体验了环境破环和污染的苦果。虽没有明确的理念，但在工业废物和生活垃圾处理方面，无论是在立法上还是在技术上，日本都处于比较先进的水平。特别是在20世纪90年代，日本提出了“环境立国”的口号，并集中制定了废弃物处理、再生资源利用、包装容器和家用电器循环利用、化学物质管理等一系列法规。在建立、健全了环境保护和废弃物循环利用法规的基础上，2000年制定了《循环型社会基本法》，2000年就被称为“循环型社会元年”。

美国早在1965年就制定了《固体废物处理法》，并成为第一个以法律的形式将废弃物利用确定下来的国家；1976年颁布了《资源保护回收法》；1984年美国国会通过《资源保护与回收法》，该法规是目前世界上比较详细、完整的一部法律，强调国会要资助各州政府的环保局建立有关废弃物处理、资源回收、环境保护的规划，以及回收技术及设备的研究与开发，资助专业人员的培训等事项。

2 国外电子废弃物的回收利用

在欧洲，电子废弃物的处理工作应当从20世纪70年代算起。德国的USBM公司用物理分离方法对军队的电子废弃物进行简单处理。从20世纪80年代初开始，德国、瑞士、瑞典等国对电子废弃物的综合利用进行了深入研究，并致力于手工拆卸和金属富集工艺技术的开发。1991年德国提出了“七部分创造”的手工拆卸方案；瑞士通过手工拆卸进行了有价值的原件和材料的回收利用，获得了可观的经济效益。德国和荷兰禁止垃圾填埋处理，而垃圾焚烧处理则仅在特殊条件下才被允许。20世纪90年代，鉴于机械化处理不会产生有毒性物质的特点，金属富集体的机械化工艺进一步发展并在西欧实施。德国的FAPS一直在研究废旧电路板的自动拆卸技术，采用与电路板自动装配方式相反的原则进行拆卸，先将废弃电路板放入加热的液体中熔化焊点，再用一种SCARA机械装置根据构件的形状分拣出可用的构件。德国Daimle-Benz研究中心也开发了四段式处理工艺：预破碎，液氮冷却后粉碎，分类，静电分选。它的优点是液氮冷却有助于破碎，在粉碎过程中通过液氮冷却可以避免形成有害气体，而且其电分选设备可以分离尺寸小于0.1 mm的颗粒，甚至可以从粉尘中回收贵重金属。

美国比较注重清洁生产工艺的开发，立足于在生产过程中减少废弃物的产生，并降低有害废弃物的处理量。对于有害废弃物处理，倾向于焚烧和填埋，不太注重资源回收。资料显示，美国每年更新的个人电脑有1 400～2 000万台，其中只有10%被回收或再利用，有相当一部分出口到其他国家，15%通过填埋进行处理，75%收集后堆存。在美国加州罗斯维尔的惠普产品回收利用解决方案（PRS）工厂，400万美元的破碎与分隔设备（Noranda公司制造）非常精密，它处理的东西全部可以回收利用。设备可在5min之内将陈旧PC研磨成原来的四分之一大小的碎片。

日本是世界上电子技术最为先进、电子产品应用范围最广的国家之一，它开展电子废弃物的处理研究工作也比较早，而且日本非常重视能源和资源的节约和再利用。日本的循环经济中，充分体现了“3R”原则。据统计，通过实施《家电循环法》，有60万t家电垃圾变废为宝。通常是通过粉碎后，经电磁筛选、风力筛选等，将铁屑、铜屑、铝屑等选出，作为再生资源利用；塑料、玻璃、木块等的碎末则进行焚烧和填埋处理。典型例子如日本的NEC公司开发的废弃电路板的处理工艺。

3 国外电子废弃物的回收利用技术

欧美和日本经济发达国家，电子废弃物的处理技术处于领先地位，回收效率高，产生污染少。采用电弧炉熔炼回收电子废弃物中的金、银、钯，其回收率可分别达到99.88%，99.98%和100%[1]。Engelhard的一家冶金厂采用压碎—分类—燃烧—物理分离—熔炼—电解的工艺，从电子废弃物中回收金、银、钯，其回收率达到90%[2]。Masude等[3]发明了铜熔炼炉回收电子废弃物中金和银的专利，即电子废弃物经焚烧后与熔融的铜接触，形成铜—金—银合金，然后利用电解技术从该合金中回收金和银。Chi等[4]采用机械分选—硫酸+过氧化氢浸出基本金属—硫代硫酸铵+硫酸铜+氨水浸出金和银工艺回收金和银，金的浸出率＞95%，而银的浸出率达到100%。

在基本金属回收方面，Kinoshita等[5]利用铜和镍在不同浓度的硝酸中溶解量的不同，采用两步浸取的方法分别浸出铜和镍。Chi等[4]采用机械破碎分选—硫酸+过氧化氢工艺浸出废旧电路板中的铜、铁、锌、镍和铝，其浸出率均高于95%，剩余的固体物用硫代硫酸铵、硫酸铜和氨水回收其中的金和银。Hugo等[6]采用破碎—静电分选—磁选—浸出—电解工艺从电路板及其他电子元件中回收铜，铜回收率高于98%，其纯度达到99.5%。AndreaMectlcci等[7]先用 1～6 mol/L 的硝酸浸出破碎成2.5 mm2大小的废电路板中的金属，浸出液用氢氧化钠中和后电沉积来回收铜和二氧化锡，电解余液通过电渗析再生硝酸回用，而浸出后剩余的固体用1.5 mol/L的盐酸溶解其中的锡酸沉淀物，再通过电沉积回收溶解液中的金属锡，电解余液则回用于溶解锡酸。金属回收率高，可获得高纯度的金属单质，而且该工艺采用毒性小、腐蚀性低的试剂作为浸出液。整个过程浸出液循环使用，减少甚至避免废液的排放，适应日趋严格的环保要求，实现清洁高效地回收高纯度金属。

国外在20世纪80年代开始将生物技术应用于回收电子废弃物中的金属。其基本原理是利用某种微生物或其代谢产物与电子废弃物中的金属相互作用，产生氧化、还原、溶解、吸附等反应，从而实现回收其中的有价金属。Brandl等[8]人采用硫杆菌、氧化铁硫杆菌、黑曲霉、青霉菌等细菌对机械处理电子废弃物过程中产生的粉尘或微细颗粒（<0.5 mm）中的金属进行了浸出试验研究。Neil等[9]采用去磺弧菌从废旧电路板中回收金和钯。Macaskie等[10]提出了一种采用生物气体从电子废弃物（含电路板）浸出液中回收金、银和钯的新工艺。生物技术工艺简单，回收过程具有安全、高效、清洁的特点，对环境负面影响小，潜力大。但是可利用的菌种少，培养周期长，该技术距离工业应用还有一些距离。

4 国外电子废弃物的回收体系

国外电子废弃物回收体系的研究既注重理论又注重实际应用，并且已经取得了一定的经济和环境效益。从生态设计入手，方便电子废弃物回收物流的实施；定量研究约束条件过多，实际可操作性不强；法律法规研究完善，大部分已付诸实施。

回收理论与方法。Thierry等[11]阐述了包括电子废弃物在内的各种废旧商品的价值再生的方式（包括直接再利用、修复后再利用、再生循环到废弃掩埋）及这些具体方式在供应链的定位，描述了商品退货及回收管理的方法，并构造了回收流程；YueYu等[12]探讨了电子废弃物材料回收与处理的决策方法，提出了综合考虑环境影响、回收可行性及资源利用程度等因素的电子产品生命周期终了时的优化回收准则；RichardM.Noller阐述了家电产品设计的一般原则和方法、材料选择、零件联接方式，以及电子废弃物的回收、处理策略；Gogin和Browne[13]对电子废弃物的资源再生问题进行了研究，详细阐述了电子产品在生命周期结束后其资源重获的各种方式，具有一定的实践意义。

开发回收工具及建立回收企业。如G.seliger等把回收系统与基于全生命周期的绿色设计有机地结合在一起，详细研究了以电子废弃物回收价值为评价因素的回收方法，并开发了一系列废旧家电产品回收的快速拆卸工具。荷兰通过研究产品的回收和拆卸策略，开发了具有处理60万台电冰箱的回收系统以及相应的拆卸流水线，有效地减少了环境污染，也减轻了工人的劳动强度。2001年2月，世界首家电子废弃物处理厂“生态电子公司”在芬兰北部的电子城奥鲁正式建成投产。日本通产省与日本家电制造商联合，投资50亿日元研究开发家电回收处理集成系统，已于1998年建成了一坐示范型小规模实验工厂，并取得了良好的运行效果：丰田公司也建立了针对自己产品的回收工厂。

5 国外电子废弃物回收处理的经验

电子废弃物资源化产业在发达国家已初具规模，并且进入了快速发展时期，该产业不仅取得了大量的经济效益和环境效益，而且创造了大量的就业机会，带来了极大的社会效益。他们的成功经验，对正处于电子废弃物回收处理初步阶段的我国具有很大的借鉴作用。他们的经验，概括起来主要有4条。

5.1 健全的法律、法规保障体系

发达国家通过立法来保证电子废弃物的合理回收、处理以及再利用，以法律法规作为强有力的保障措施，为电子废弃物的回收处理提供了制度保障。这些法律内容基本包括：合理确定电子废弃物涵盖的范围，明确各主体的责任，对电子废弃物处理目标做出明确规定。

5.2 采取有效的经济政策

发达国家将经济政策应用到电子废弃物管理领域中，为电子废弃物的处理提供资金，激励和改变居民、厂商行为，引导全社会参与电子废弃物回收处理过程。经济政策分为经济约束政策和经济激励政策。经济约束政策通过收取垃圾处理、填埋费（税）等，改变产品的成本结构，引导生产者和消费者的行为，改变废弃物回收处理的责任。经济激励政策通过税收减免、政府奖励等措施，鼓励生产者和消费者减少和再利用废弃物，奖励对废弃物回收处理做出贡献的相关参与者。

5.3 实行生产者责任延伸制

生产者责任延伸制就是在对生产者的生产行为进行约束的同时，要求生产者在废弃物回收处理过程中必须承担全部或部分责任。部分发达国家还将此项制度上升至法律的高度，强制生产企业执行。

5.4 建立科学的回收体系

发达国家建立完善回收处理体系为其有效回收处理电子废弃物提供了基础保证。这些机构主要有：回收网点、集中转运站、回收处理厂、旧货市场、最终处理场。一些回收处理机构具有不同的功能，承担多种回收处理作业，既负责对电子废弃物的收集、分拣作业，又承担对分拣后的废弃物进行处置作业。在此基础上，建立了规范、顺畅的回收渠道。合理的回收物流渠道有效地规范了消费者对电子废弃物的处置，提高了源头的回收量，降低了回收物流成本。

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Study on the overseas electronic waste

LIU Ping，PENG Xiaochun，YANG Renbin，XIA Hai
（Research Institute of Environmental Science and Engineering in Hunan Agriculture University，Changsha 410128，China）

E-waste has become a new industry with the rapid development of information industry as well as the in-depth understanding on E-waste and enhance of awareness of environmental protection.Aggsegate situation of environmental management as well as technology and recycling system and summarized successful experience of developed countries，which has provided countermeasures and suggestions for the establishment and improvement of electronic waste management system and development of electronic waste recycling technology

E-waste;resources;recycling

X705

A

1674-0912（2010）02-0041-04

2010－01－20）

刘 平（1984-），男，湖南沅江人，硕士研究生，主要从事环境规划与管理、循环经济生态、工业设计等。