国内外电缆导体再利用专利技术分析

杨颖娜 张盈利

（国家知识产权局专利局专利审查协作河南中心，河南郑州 450002）

国内外电缆导体再利用专利技术分析

杨颖娜 张盈利

（国家知识产权局专利局专利审查协作河南中心，河南郑州 450002）

电缆导体主要为铜、铝和贵金属等材料，每年有大量的废旧电缆等待处理，本文针对废旧电缆中导体的回收再利用，对相关领域的专利情况和重点申请人进行了梳理，对电缆导体的回收方案进行了深入讨论，对该行业未来的走势进行了预测。

电缆；回收；导体

随着我国和世界社会经济的快速发展，电缆的生产和消费成为我国紧跟汽车工业之后的第二大产业。线缆的构成包括导体(有价值的铜、铝等金属材料)、绝缘体以及包覆保护层。绝缘体和包覆保护层的主要材料是聚氯乙烯(约占70%)、聚乙烯(约占20%)、氟树脂、氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯等含卤素的材料。此外，所用材料中还包括添加了含氯或溴等卤素阻燃剂的聚烯烃材料。目前铜、铝、塑料等电线电缆主要大宗原材料的价格飞涨，另外，铜是国民经济的重要原材料，而我国的铜资源缺乏。以现有开采速率计世界铜矿资源预计可开采30年，而我国的铜资源可开采7年时间[1]。因此，针对废旧电线电缆淘汰所带来的资源与环境的双重矛盾，开展以废旧电线电缆为主的第七类固废中金属铜、铝、铁的资源以及其他非金属资源的无害化、高效回收再生工作具有重要的社会意义和经济价值。

1 技术发展脉络

废旧电线电缆的回收再生方法大体可以分为三类：热态方法、化学方法和物理方法。电缆废旧材料回收的发展历程大致为：焚烧技术、填埋技术、手工剥离回收、机械剥离回收、机械粉碎脱粒回收、化学方法、热解技术等。

1.1 热态方法如指焚烧技术

热态方法如指焚烧技术，这也是目前对于截面微细的单股多支导线和混合杂线处理的普遍方式，其原理是将塑料表皮焚烧后，获取其剩余的金属线芯，用这种方式来处理废弃导线，不但宝贵的再生资源----塑料没有得到充分的利用，而且容易致使金属物质氧化，回收金属表面存在难以清除的残炭，降低回收产品的品位，并且还会造成对环境的较大污染，因此这种方法已经被国家明令禁止；而热解方法[2]，虽然在大气污染上相比焚烧技术有了大大的改善，但其金属质量与焚烧相似，而且属于高温处理技术，对设备密封以及尾气处理均有较高要求。

1.2 化学方法

化学方法是通过溶剂使电线电缆外层塑料、橡胶等物质发生溶解，从而裸露出金属物质，但该方法会产生高浓度的有机废液，目前其无害化处理以及安全排放存在

较大难度。物理方法具有环境污染小，废旧电线电缆分离程度高等优点，是目前国际上发展迅速和应用较多的技术方法。

1.3 化学方法

物理方法，其工作原理是利用旋转刀片将导线表皮塑料沿轴向剪开，并通过多齿挤压，使塑料表皮和金属线芯呈松驰状态，然后再将塑料表皮和金属线芯抽出分离，这一类装置适用线径截面较大的多股导线处理；或者是利用旋转刀片将导线切割成米粒大小的颗粒，再应用风选或水选或振动筛等设备进行金属粒与塑料粒的分离，这一类装置适用线径截面中等的单股导线处理。

1.4 废旧电缆的回收设备

废旧电缆的回收设备主要为：用于三种方法中的焚烧炉、热解装置、化学处理装置、剥离机、粉碎机、脱铜机。随着电缆的多样化发展，能适用于多种电缆的剥离机，以及能够提取多种重金属的化学处理装置成为发展的主流。

2 重要申请人

通过对国内外相关专利的分析，于回收电缆废旧材料的设备和方法的技术发展较为重要的两个时期是1970-1979年和2010年至今。从地域上看，日本和韩国在用于回收电缆废旧材料的设备和方法的技术发展领域比其他地区在数量上有很大优势，这一方面与日本韩国本国的重金属等资源稀缺有关，另一方面也与其在节约资源方面的技术发展有关。而随着经济的发展，在电缆废旧材料回收领域，我国也取得了一定的进步，废物回收越来越受到人们的重视。

2.1 国外重要申请人

如图1所示，日本在电缆废旧材料回收领域最主要的申请人有3个，其专利拥有量均在40件以上，分别为：FURUKAWA ELECTRICCO LTD（古河电气工业株式会社），SUMITOMOWIRING SYSTEMS（住友电气工业株式会社）和SUMITOMODENSOKK（住友电装株式会社）。

这三家公司采用的电缆废旧材料回收技术主要是两个方向，一方面着眼于如何制备可回收的电缆，通过设置精巧的电缆结构结合可回收利用的材质；另一方面着眼于如何提升电缆的回收效率并降低回收成本，通过设计各种简便的多通道剥离机和大力发展热解技术。

图1 日本电缆废旧材料回收方面重要专利申请人申请量表

2.2 国内重要申请人

国内专利申请量共计203件，2000年以前为13件，2000年之后共90件，可知国内在电缆废旧材料回收技术方面起步较晚，在07年之后在有了较快发展。目前在电缆废旧材料回收技术方面重要的专利申请人为天津大学12件、富勤环保（清远）有限公司8件、国家电网7件，其他大部分公司申请均不足5件，在专利数量方面与日本申请人有一定差距。在2007年之后在有了较快发展。目前在电缆废旧材料回收技术方面重要的专利申请人为天津大学、富勤环保（清远）有限公司、国家电网，在专利数量方面与日本申请人有一定差距。

天津大学的12件专利申请中有关机械剥离回收技术5件、机械粉碎脱粒回收技术4件、热解回收技术2件、脱漆技术1件。其中机械剥离回收技术是通过将废旧电缆切割成小段，再结合加热、有机溶解、金属溶解、超声波振荡、径向挤压等技术实现金属导体与胶皮的剥离；机械粉碎脱粒回收技术是通过将废旧电缆粉碎，之后再分筛出相应的金属导体与胶皮；热解回收技术是利用金属导体和胶皮的不同转换温度来实现金属导体与胶皮的分离；脱漆技术则通过热胀冷缩的原理先将废旧电缆在惰性气体下加热，然后在进行骤冷处理以实现漆膜的自动脱离。

3 结语

本文通过对比国内外电缆废旧材料相关专利申请的分部发现，利用热解技术处理废旧电缆以最大化实现资源化、无害化的处理将是发展的大趋势，然而该技术在设备装置方面还存在成本过高的问题，如果能够通过合理的参数、流程、结构优化来改善设备装置成本过高的问题，将给该行业带来长足的发展，并且会对能源和环境和人民的生活带来福音[3]。另一方面，设计容易再回收利用的电缆结构也是对未来电缆领域发展的新要求。

［1］肖洒，王利军，任乔林，等.废旧电线电缆回收处理技术研究［J］.通信电源技术，2016（3）:46-48.

［2］张敬东，张明杰，杨毅宏.从废电线电缆中回收金属铜的新方法［J］.有色金属(冶炼部分)，1991（4）:46.

［3］陈思.浅谈如何通过精细化管理方法提高废旧电缆回收利用率［J］.现代工业经济和信息化，2015（16）：18-19.

Analysision The Patent Technology of Re-useof the Cable Conductor at Homeand Abroad

Yang Yingna Zhang Yingli
(PatentExamination Cooperation Henan Centerof the PatentOffice,SIPO,Zhengzhou Henan 450002)

The conductor of cables ismainly copper,aluminum and other preciousmetalmaterials.Every year,there are a lot ofwaste cables for processing.Considering the waste re-use of the cable conductor,this paper introduces patentsand importantapplicants in thisarea.Furthermore,the recovery plan of the cable conductor is discussed,and its future tendency ispredicted at the same time.

cable;recovery;conduct

TM247

A

1003-5168（2017）01-0054-02

2016-12-30

杨颖娜（1987-），女，研究实习员，硕士研究生，研究方向：电缆领域发明专利审查；张盈利（1988-），女，研究实习员，硕士研究生，研究方向：电缆领域发明专利审查（等同于第一作者）。