废旧冰箱无害化再生处理的关键技术

周益辉，曾毅夫，叶明强

（湖南凯天环保科技股份有限公司，湖南长沙，410100）

废旧冰箱无害化再生处理的关键技术

周益辉，曾毅夫，叶明强

（湖南凯天环保科技股份有限公司，湖南长沙，410100）

分析了废旧冰箱的结构特点和材料组成，介绍了其整体回收处理工艺及特殊部件再生处理的关键性技术。

废旧冰箱；关键技术；再生处理

20世纪80年代中后期以来，电冰箱开始大量进入我国大众家庭。目前我国已开始进入电冰箱更新高峰期，据有关资料显示，我国冰箱的社会保有量在1.8亿台左右。如果按其可使用寿命10～15年计算，废旧冰箱数量每年高达400万台以上[1]。加上高新技术的不断更新应用，冰箱产品的更新换代周期会大大缩短，废弃冰箱的数量将会大大增加。如此大量的废旧冰箱如果不能得到及时回收处理，产生的大量电子垃圾将给生态环境造成严重的破坏。

废旧冰箱作为一种电子废弃物具有特殊性。冰箱结构中含有许多对环境有害的物质：冰箱的制冷系统和绝热材料中含有破坏地球臭氧层的氟利昂；冰箱的印刷电路板中含有大量的重金属、卤化阻燃剂，若焚烧将产生二恶英和二苯呋喃，对环境造成严重污染；废旧冰箱含有大量的基本金属、稀贵金属、塑料等宝贵资源，若再生利用将获得巨大的经济效益。

因此，如何减少废旧冰箱对环境的污染，研究其零部件、材料的再生利用是当前环境保护领域研究的重要课题。

湖南凯天环保科技股份有限公司是一家专业从事固体废弃物综合利用开发、大气污染治理、重金属污染治理等的高新技术环保企业，通过多年的技术开发，建立了废旧冰箱无害化处理的绿色再生产业链。结合湖南凯天环保科技股份有限公司在电子废弃物处理方面的工作，分析废旧冰箱的主要结构特点和物料组成，并简要阐述废旧冰箱无害化再生的关键技术。

1 废旧冰箱的结构与组成

1.1 废旧冰箱的结构特点

冰箱的主体结构包括4部分：箱体、制冷系统、电气控制系统和附件[2]。图1是典型的冰箱结构示意图。

箱体主要是由箱体外侧板、面板、内胆、外部钢板和内胆之间填充的绝热硬泡保温材料（内含发泡剂）、门板、手把和门内胆组成；制冷系统的主要组成有压缩机、冷凝器、蒸发器和毛细管等，整个系统用管道连接，内充制冷剂（制冷剂大多采用氟利昂）形成一个封闭的循环系统；电气控制系统主要由温度控制器、启动继电器、过载保护继电器、启动运行电容等控制元件，以及各种加热器、照明灯、开关和风扇电机电路控制系统组成；附件包括搁架、制冰盒、果菜盒、接水盘、蒸发盘和铲霜刮刀等。

1.2 废旧冰箱的材料组成

作者简介：周益辉（1983-），男，湖南娄底人，硕士，环保工程师，主要从事固废处理技术的开发。

了解冰箱零部件材料的组成和比例，有利于废旧冰箱的拆卸、材料分类和回收处理。冰箱的主要组成材料有：铁、铜、铝及其合金，塑料、发泡剂、电路板及其他材料，如表1所示[3]。

表1 废旧冰箱的材料组成、比例及来源

废旧冰箱中含有一半以上的金属材料，包括铁、铜、铝及其合金等；还含有大量的热塑性塑料，主要包括聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、ABS、聚氨酯等，其中聚氨酯材料中含有大量的发泡剂；氟利昂作为制冷剂以气体形式存在，处理废旧冰箱时需要妥善处理；印刷电路板是废旧冰箱的核心部件，其中含有大量可回收的金属和塑料等非金属物质，具有很高的回收利用价值。废弃电路板含有的金属分为两大类，（1）基本金属:如铝、铜、铁、镍、铅、锡等；（2）贵金属和稀有金属：如金、银、铂、钯等。一般而言，废弃电路板中基本金属含量高，贵金属和稀有金属含量低。然而废弃电路板还含有铅、汞、镉等重金属和溴化阻燃剂等有毒有害物质，如果处理不当，会对大气、土壤和地下水造成严重污染，对人类健康造成巨大危害。

2 废旧冰箱的无害化再生处理关键技术研究

湖南凯天环保科技股份有限公司通过多年来与欧美多家知名环保企业合作，专业技术和工程设计能力已经达到国际先进水平，尤其在电子废弃物的回收处理方面，已经成功开发并建立了多条废旧冰箱的专业生产线。废旧冰箱经过专业的机械拆解生产线处理后形成了有价资源，再经过后续的无害化处理和深加工处理，生产出大量的高价值的金属、非金属循环再造产品。以下简要介绍废旧冰箱的无害化再生关键技术。

考虑到我国富余劳动力较多、劳动力成本低廉的情况，且为了提供更多的就业机会，降低设备投资，制定出符合我国基本国情的废旧冰箱回收工艺标准，其基本路线应当是经济、高效实用、环保、高回收率、高再生利用率、低成本以及高附加值等。处理技术方案是“手工拆解+专用工具+特殊处理设备”，工艺流程如图2所示。

废旧冰箱的无害化再生处理主要有以下几个关键点：一是压缩机中氟利昂的回收处理；二是箱体中硬泡保温材料的无害化与资源化处理；三是废弃电路板的处理。

2.1 压缩机中氟利昂的回收处理

氟利昂属于卤代烃化合物，具有无毒、不燃、无味、化学性能稳定、价格便宜等优点，广泛应用于制冷设备，给人类带来了方便。然而，氟利昂对大气臭氧层具有强烈的破坏作用，若排入大气势必造成紫外线向地面辐射严重，造成温室效应。氟利昂在紫外光的作用下会发生以下反应[4]：

由此可知，Cl不断与大气的臭氧发生反应，充当催化剂的作用，源源不断地再生，消耗大量的臭氧，造成臭氧空洞，给地球生态造成严重危害。

考虑到氟利昂是一种极易挥发的液体，采用冷凝的方法用专业设备进行回收，如图3所示。压缩机中制冷剂的回收是属于高浓度回收范围，由于冰箱在使用过程中发生化学反应，可能含有杂质气体（如CO，CO2，H2，HCl，甲烷、乙烷、乙炔等）、水分、杂质（油的结焦物、金属盐等）、润滑油及其氧化而形成的酸化物，所以制冷剂回收过程中一定要进行净化处理，尤其对分离生成的氯化物（冷冻油、空气、水分）分别进行净化，就可以达到再生净化制冷剂的目的。通常在制冷剂气态的时候通过多级过滤、干燥吸附、加热再生的工艺手段保证制冷剂的纯度。

2.2 箱体中硬泡保温材料的无害化与资源化处理

硬泡保温材料具有优越的绝热性能和机械性能，容易与板材粘结，广泛应用于冰箱、冰柜等诸方面的绝热保温。硬泡保温材料中含有15%～20%的发泡剂氟利昂（CFC-11）[5]，废旧冰箱冰柜拆解处理后产生的大量硬泡保温材料的处置将是我国近期不可回避的环境问题。

箱体中硬泡保温材料经过专门的处理工艺后，实现无害化处理处置；然后采用表面改性技术和常温固化技术，将硬泡保温材料制造成复合型增强保温型材，从而实现低碳环保与资源再利用，具有巨大的环保效益和经济效益。

2.3 废弃电路板回收处理技术

废弃电路板含有大量的普通金属、贵金属、有机树脂、玻璃纤维等有价资源，对其回收具有巨大的经济效益；由于其中含有大量的有毒有害物质，若不对其进行处理而直接填埋或者采用不当的工艺技术和设备处理，将给人类健康和生态环境造成严重危害。

废弃电路板的处理首先是采用剪切式破碎，实现粗碎的目的，然后再进行细碎，经过磁选除铁、分级分选得到金属粉末和非金属粉末，如图4所示。得到的金属粉末可直接作为产品销售，也可根据市场需求进行深加工处理，实现金属的提纯提炼；非金属粉末可作为添加剂应用于沥青等产品，也可以制造成型材，实现资源的循环利用。

3 结语

废旧冰箱的无害化再生处理是资源环境技术领域的热点。通过对废旧冰箱的结构特点和材料组成的了解，研发出无害化处理废旧冰箱的关键技术，充分利用了资源，对促进环境保护和可持续发展具有重要的现实意义。

[1]王 震，马鸿发.上海市电子废弃物产生量及管理对策初探[J].再生资源研究，2003(3):16-18.

[2]王建华，张海军.新飞电冰箱院里与维修[M].北京:人民邮电出版社，2000.

[3]赵先美.家用电冰箱、空调器可回收技术及设计[J].制冷，2003，22(3):31-35.

[4]Ashforda P，Clodicb D，McCullochc A，et a1.Emission profiles from the foam and refrigeration sectors comparison with atmospheric concentrations[J].International Journal of Refrigeration.27(2004):701-716.

[5]Stratford D J.Estimating CFC releases from cutting of fridges [R].Scottish:Scoaish Environment Protection Agency，2002: 1-27.

Abstract:The recycling process and key technology for recycling of waste fridges were introduced in this paper.The structure characteristics and material composition of waste fridges were presented,and the key technologies for dismantling overall waste fridge and special sections were discussed.

Keywords:waste fridges;key technology;recycling

Key technology for harmless recycling of waste fridges

ZHOU Yihui,ZENG Yifu,YE Mingqiang
（Hunan Kaitian Environmental Technology Co.,Ltd,Changsha 410100,China）

X705

A

1674-0912（2011）01-0038-04

2010－10－26）