家电拆解产生的废电路板处置现状研究

随着2012年基金补贴制度的正式实施，我国已经成为世界上废弃电器电子产品正规处理量最大的国家。

伴随着废弃电器电子产品的拆解处理，产生了大量的拆解产物。2016年，拆解总量达7935万台，产生拆解产物183万吨。废电路板是废弃电器电子产品拆解之后产生的关键拆解产物之一，其处理处置是废弃电器电子产品实现环境无害化处理的关键环节。

1.电路板的特性

电路板主要由基板和电子元器件两部分构成。基板的构成材料以树脂类偏多（如酚醛树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂、聚四氟乙烯,B—三氮树脂等热固型树脂）。电子元器件是实现电路板相关功能的重要组成部件，其类别较多，包括继电器、二极管、三极管、电子专用材料、电容器、连接器、电位器、保险元器件、传感器、电感器、电声配件、频率元件、开关元件、光电显示器件、磁性元器件、集成电路、电子五金件、显示器件、电源、蜂鸣器等。

据研究表明，标准电路板主要组成为：金属≤50%，其中铜20%、铁8%、镍2%、锡4%、铅2%、铝2%、锌1%、锑0.4%、银1000g/t、金500g/t、钯50g/t（如图11联合国环境署巴塞尔公约亚太区域中心、表12联合国环境署巴塞尔公约亚太区域中心所示）；氧化物≤35%，其中二氧化硅15%、三氧化二铝6%、碱性氧化物6%、其他陶瓷3%；有机物≤25%，其中塑料类有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚树脂、酚树脂、聚碳酸酯，总含量＜20%，另有等多种金属元素和玻璃纤维、环氧树脂等非金属成分3龙旦风, 向东, 董晔弘,等.废弃电路板插装件的自适应磨削拆解方法[J].机械工程学报, 2011, 47(21)：133-138.。

图1：电路板中所含元素

表1：电路板中主要金属含量（%）

废电路板通过物理、化学及其组合等方法分离铜和其他物质后会产生非金属材料废物。因为废电路板在分选分离出铜箔等有价金属成分后会产生占其质量近50-80%的非金属材料，其中有机物质和无机物质分别占40%和60%。有机物通常为树脂、溴化阻燃剂、双氰胺固化剂、固化促进剂等。无机物通常是以二氧化硅、氧化钙、三氧化二铝为主体的多种氧化物制成的玻璃纤维。对于装载有元器件的废电路板处理后产生的废金属材料而言，除可能含有极少量的铜和其他贵重金属（如金、铂、钯等）外，还可能含有少量的铅焊锡材料及溴阻燃剂 。

废电路板如果随意堆放或填埋，所含的重金属便会渗入地下水，造成潜在的危害；如果燃烧，电路板上含有卤族元素的阻燃剂在燃烧过程中将会产生致癌物质，将对人类的健康和周围的环境产生危害。通过不当手段、方式处置废电路板会对我国生态环境及人体健康造成的严重危害。

2.废电路板的处理技术

废电路板是整个电子废弃物的核心部件之一，也是较难处理的部件，从技术层面上看主要有以下两方面：①废电路板的种类多，材料、基体、元器件之间集合紧密，组成复杂，单体解离粒度小；②非金属材料中由于一些特殊化合物的存在，使得非金属材料的处置变得较为困难，处理过程中容易产生二次污染。

目前废电路板的处置技术主要为物理法、火法和湿法。其他如微波法、生物法、超临界法等处于研发阶段。

物理法是指根据物质的密度、比重、导电性、磁性等物理性质的差异来分离废电路板中的组分，主要包括拆解、破碎分选等过程。物理法处理工艺的核心是基板与电子元器件的分离，基板中金属和非金属的分离。拆除电子元器件的基板硬度较高、韧性强，一般采用具有剪切作用的破碎设备，破碎后的物料采用风选、水力摇床、静电分选、磁选、涡流分选等方法实现金属与非金属的分离。

火法是指将电子废弃物经过焚烧、熔炼、烧结和熔融等过程，去除塑料和其它有机成分后富集金属的方法。国内火法处理废电路板主要有：焚烧、鼓风炉熔炼、熔池熔炼、与其他废杂铜协同处置熔炼。焚烧得到的是含金属的残渣，需要进一步通过火法冶炼或湿法冶金回收有价金属。该处置方法产生的烟气处理难度大，环保问题是影响焚烧法技术的关键。

湿法冶金是指利用金属能够溶解在硝酸、硫酸和王水等其他酸液中的特点，将金属从电子废弃物中脱除，然后采取置换、电解、浮选、沉淀、离子交换、蒸馏结晶等工艺回收提纯金属。主要包含预处理、浸出、沉淀/电解三个步骤。湿法冶金处理废电路板的工艺在国内还处于不断完善的阶段，工艺流程太长，处理规模受限，浸出液和浸出渣毒性较大、难以处理等几大原因是制约湿法冶金处理废电路板的关键。三种方法的对比如表24中国废弃电器电子产品处理研究报告（2015年）所示：

目前，对于废电路板上元器件的处理处置尚未有较好的技术，尽管有将元器件作为掺杂物混入金属提炼工艺对元器件进行处置的企业，但是处理的量不大，并且具备此技术的企业数量不多，需要开发更多的新技术用于处置废电路板上不能再使用的元器件。

表2：废电路板物理法、湿法、火法处理技术工艺对比

可见，物理处置技术相对处理不彻底，若要实现资源化必须与火法和湿法处置相结合。市场上资源化程度较高的处置工艺是物理处置、火法、湿法相结合，应针对不同品位的电路板推广采用不同的处置流程，以求资源最大化回收。从技术适用性、环境保护及经济的角度考虑，应首先将部分有二次利用价值的元器件进行拆除；机械物理法适合于覆铜板边角料及不带有元器件的覆铜板光板的处理；对于带有价值较低且带有元器件较多的废电路板，则应鼓励使用火法与湿法结合的方式进行处理。可以推测，未来在电路板的处置技术方面资源化程度将越发提高，并且相对应的环境风险也将会降低。

除了物理法、火法和湿法冶金还有其他电路板处理技术，如生物技术法、超临界法、裂解法、微波法等。

3.废电路板处置现状

经过协会的初步研究发现废电路板的处置存在如下情况：

1）拆解企业基本上都按照要求将拆解产生的废电路板交由本地或附近有处理资质的电路板处理企业。

2）部分拆解企业具备废电路板处理资质，但在这些企业中绝大多数采用破碎分选方法对废电路板进行处理，仅有少数规模较大企业具备深度处理能力。

3）部分小作坊依旧在进行废电路板的处理。此类作坊为了节省成本，往往采用最直接和最原始的手段对电路板进行拆解和处置。他们首先通过简易热的拆解方式获得电子元件、锡焊和废电路板光板。然后根据电子元器件、锡和光板的价值进行下步处置。如，电子元器件检测合格的再使用；锡可以直接熔化后浇筑成铅锡合金；废电路板光板通过简易的湿法提炼获得贵金属，或采用简易鼓风炉冶炼获得含贵金属对的粗铜，粗铜再转卖给冶炼企业进一步提炼铜、贵金属和其他金属。

4）一些为数不多的铜冶炼企业（如江西瑞林、申联环保）也开展了电路板处置业务，这类企业整体直接处置线路板的数量不多，只有在处理低品位废铜时搭配处理少许品位较差的废电路板，更多的是处理经过物理法分选出的铜粉和经过小鼓风炉处理获得的粗铜。废电路板以及废电路板经过物理法、焚烧法和简易鼓风炉处理获得的初级产品中部分进入了铜冶炼企业进一步分离提纯。

然而，由于价格、获得废电路板渠道的限制，这类企业面临着废电路板货源短缺的尴尬局面，相当数量的废电路板没有流向此类能进行废电路板处置的企业。

5）目前国家对于废弃电器电子产品拆解企业的管理相当严格，拆解企业已经将产生的废电路板转交给具有废电路板处置资质的危险废物处理企业进行处理处置。然而，具有废电路板处置资质的危险废物处理企业是否将家电拆解产生的废电路板进行合规的处理处置则难以进行追踪，并且将废电路板转运到危险废物处置企业的家电拆解企业也并未要求电路板处置企业出具废电路板得到合规处理的处置说明/证明材料，调研表明，家电拆解产生的废电路板存在可能被二次转运而得不到合规处理处置的风险。

6）家电拆解产生的废电路板可能仍在流向废弃电器电子产品的处理集散地之一的广东贵屿，贵屿当地园区外具有大规模的处理废电路板的“环保炉”2-3个，每个炉年处理废电路板3万吨以上，目前仍在运行中。

4.结论

1.电路板的主要组成部件是基板和电子元器件，在处置不当的情况下易造成环境风险，具有一定的危害性。

2.废电路板的处理处置技术主要有三种（物理法、火法、湿法），目前主流的处置技术是混合处置技术。但对于废电路板上元器件的处理处置尚未有较好的技术，由于国家危险废物名录调整，废电路板上的元器件拆解后被认定为危险废物，原电路板处理企业并不具备元器件处理能力，导致部分企业废元器件的堆存问题较为突出，尽管有将元器件作为掺杂物混入金属提炼工艺对元器件进行处置的企业，但是处理的量不大，并且具备此技术的企业数量不多。

3.废弃电器电子产品拆解企业基本上都按照要求将拆解产生的废电路板交由本地或附近有处理资质的电路板处理企业（仅有少数规模较大企业具备深度处理能力）。除了有资质的电路板处置企业外，还有部分小作坊、冶炼企业进行废电路板的处理。

4.目前环保部门并未开展对于具有废电路板处置资质的处理企业的延伸监管，致使家电拆解产生的废电路板存在可能被二次转运而得不到合规处理处置的风险。一些具有废电路板处置资质的企业可能存在将废电路板进行倒卖的现象。