家電拆解產生的廢電路板處置現狀研究

隨著2012年基金補貼制度的正式實施，我國已經成為世界上廢棄電器電子產品正規處理量最大的國家。

伴隨著廢棄電器電子產品的拆解處理，產生了大量的拆解產物。2016年，拆解總量達7935萬臺，產生拆解產物183萬噸。廢電路板是廢棄電器電子產品拆解之后產生的關鍵拆解產物之一，其處理處置是廢棄電器電子產品實現環境無害化處理的關鍵環節。

1.電路板的特性

電路板主要由基板和電子元器件兩部分構成。基板的構成材料以樹脂類偏多（如酚醛樹脂、環氧樹脂、聚酰胺樹脂、聚四氟乙烯,B—三氮樹脂等熱固型樹脂）。電子元器件是實現電路板相關功能的重要組成部件，其類別較多，包括繼電器、二極管、三極管、電子專用材料、電容器、連接器、電位器、保險元器件、傳感器、電感器、電聲配件、頻率元件、開關元件、光電顯示器件、磁性元器件、集成電路、電子五金件、顯示器件、電源、蜂鳴器等。

據研究表明，標準電路板主要組成為：金屬≤50%，其中銅20%、鐵8%、鎳2%、錫4%、鉛2%、鋁2%、鋅1%、銻0.4%、銀1000g/t、金500g/t、鈀50g/t（如圖11聯合國環境署巴塞爾公約亞太區域中心、表12聯合國環境署巴塞爾公約亞太區域中心所示）；氧化物≤35%，其中二氧化硅15%、三氧化二鋁6%、堿性氧化物6%、其他陶瓷3%；有機物≤25%，其中塑料類有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚樹脂、酚樹脂、聚碳酸酯，總含量＜20%，另有等多種金屬元素和玻璃纖維、環氧樹脂等非金屬成分3龍旦風, 向東, 董曄弘,等.廢棄電路板插裝件的自適應磨削拆解方法[J].機械工程學報, 2011, 47(21)：133-138.。

圖1：電路板中所含元素

表1：電路板中主要金屬含量（%）

廢電路板通過物理、化學及其組合等方法分離銅和其他物質后會產生非金屬材料廢物。因為廢電路板在分選分離出銅箔等有價金屬成分后會產生占其質量近50-80%的非金屬材料，其中有機物質和無機物質分別占40%和60%。有機物通常為樹脂、溴化阻燃劑、雙氰胺固化劑、固化促進劑等。無機物通常是以二氧化硅、氧化鈣、三氧化二鋁為主體的多種氧化物制成的玻璃纖維。對于裝載有元器件的廢電路板處理后產生的廢金屬材料而言，除可能含有極少量的銅和其他貴重金屬（如金、鉑、鈀等）外，還可能含有少量的鉛焊錫材料及溴阻燃劑 。

廢電路板如果隨意堆放或填埋，所含的重金屬便會滲入地下水，造成潛在的危害；如果燃燒，電路板上含有鹵族元素的阻燃劑在燃燒過程中將會產生致癌物質，將對人類的健康和周圍的環境產生危害。通過不當手段、方式處置廢電路板會對我國生態環境及人體健康造成的嚴重危害。

2.廢電路板的處理技術

廢電路板是整個電子廢棄物的核心部件之一，也是較難處理的部件，從技術層面上看主要有以下兩方面：①廢電路板的種類多，材料、基體、元器件之間集合緊密，組成復雜，單體解離粒度小；②非金屬材料中由于一些特殊化合物的存在，使得非金屬材料的處置變得較為困難，處理過程中容易產生二次污染。

目前廢電路板的處置技術主要為物理法、火法和濕法。其他如微波法、生物法、超臨界法等處于研發階段。

物理法是指根據物質的密度、比重、導電性、磁性等物理性質的差異來分離廢電路板中的組分，主要包括拆解、破碎分選等過程。物理法處理工藝的核心是基板與電子元器件的分離，基板中金屬和非金屬的分離。拆除電子元器件的基板硬度較高、韌性強，一般采用具有剪切作用的破碎設備，破碎后的物料采用風選、水力搖床、靜電分選、磁選、渦流分選等方法實現金屬與非金屬的分離。

火法是指將電子廢棄物經過焚燒、熔煉、燒結和熔融等過程，去除塑料和其它有機成分后富集金屬的方法。國內火法處理廢電路板主要有：焚燒、鼓風爐熔煉、熔池熔煉、與其他廢雜銅協同處置熔煉。焚燒得到的是含金屬的殘渣，需要進一步通過火法冶煉或濕法冶金回收有價金屬。該處置方法產生的煙氣處理難度大，環保問題是影響焚燒法技術的關鍵。

濕法冶金是指利用金屬能夠溶解在硝酸、硫酸和王水等其他酸液中的特點，將金屬從電子廢棄物中脫除，然后采取置換、電解、浮選、沉淀、離子交換、蒸餾結晶等工藝回收提純金屬。主要包含預處理、浸出、沉淀/電解三個步驟。濕法冶金處理廢電路板的工藝在國內還處于不斷完善的階段，工藝流程太長，處理規模受限，浸出液和浸出渣毒性較大、難以處理等幾大原因是制約濕法冶金處理廢電路板的關鍵。三種方法的對比如表24中國廢棄電器電子產品處理研究報告（2015年）所示：

目前，對于廢電路板上元器件的處理處置尚未有較好的技術，盡管有將元器件作為摻雜物混入金屬提煉工藝對元器件進行處置的企業，但是處理的量不大，并且具備此技術的企業數量不多，需要開發更多的新技術用于處置廢電路板上不能再使用的元器件。

表2：廢電路板物理法、濕法、火法處理技術工藝對比

可見，物理處置技術相對處理不徹底，若要實現資源化必須與火法和濕法處置相結合。市場上資源化程度較高的處置工藝是物理處置、火法、濕法相結合，應針對不同品位的電路板推廣采用不同的處置流程，以求資源最大化回收。從技術適用性、環境保護及經濟的角度考慮，應首先將部分有二次利用價值的元器件進行拆除；機械物理法適合于覆銅板邊角料及不帶有元器件的覆銅板光板的處理；對于帶有價值較低且帶有元器件較多的廢電路板，則應鼓勵使用火法與濕法結合的方式進行處理。可以推測，未來在電路板的處置技術方面資源化程度將越發提高，并且相對應的環境風險也將會降低。

除了物理法、火法和濕法冶金還有其他電路板處理技術，如生物技術法、超臨界法、裂解法、微波法等。

3.廢電路板處置現狀

經過協會的初步研究發現廢電路板的處置存在如下情況：

1）拆解企業基本上都按照要求將拆解產生的廢電路板交由本地或附近有處理資質的電路板處理企業。

2）部分拆解企業具備廢電路板處理資質，但在這些企業中絕大多數采用破碎分選方法對廢電路板進行處理，僅有少數規模較大企業具備深度處理能力。

3）部分小作坊依舊在進行廢電路板的處理。此類作坊為了節省成本，往往采用最直接和最原始的手段對電路板進行拆解和處置。他們首先通過簡易熱的拆解方式獲得電子元件、錫焊和廢電路板光板。然后根據電子元器件、錫和光板的價值進行下步處置。如，電子元器件檢測合格的再使用；錫可以直接熔化后澆筑成鉛錫合金；廢電路板光板通過簡易的濕法提煉獲得貴金屬，或采用簡易鼓風爐冶煉獲得含貴金屬對的粗銅，粗銅再轉賣給冶煉企業進一步提煉銅、貴金屬和其他金屬。

4）一些為數不多的銅冶煉企業（如江西瑞林、申聯環保）也開展了電路板處置業務，這類企業整體直接處置線路板的數量不多，只有在處理低品位廢銅時搭配處理少許品位較差的廢電路板，更多的是處理經過物理法分選出的銅粉和經過小鼓風爐處理獲得的粗銅。廢電路板以及廢電路板經過物理法、焚燒法和簡易鼓風爐處理獲得的初級產品中部分進入了銅冶煉企業進一步分離提純。

然而，由于價格、獲得廢電路板渠道的限制，這類企業面臨著廢電路板貨源短缺的尷尬局面，相當數量的廢電路板沒有流向此類能進行廢電路板處置的企業。

5）目前國家對于廢棄電器電子產品拆解企業的管理相當嚴格，拆解企業已經將產生的廢電路板轉交給具有廢電路板處置資質的危險廢物處理企業進行處理處置。然而，具有廢電路板處置資質的危險廢物處理企業是否將家電拆解產生的廢電路板進行合規的處理處置則難以進行追蹤，并且將廢電路板轉運到危險廢物處置企業的家電拆解企業也并未要求電路板處置企業出具廢電路板得到合規處理的處置說明/證明材料，調研表明，家電拆解產生的廢電路板存在可能被二次轉運而得不到合規處理處置的風險。

6）家電拆解產生的廢電路板可能仍在流向廢棄電器電子產品的處理集散地之一的廣東貴嶼，貴嶼當地園區外具有大規模的處理廢電路板的“環保爐”2-3個，每個爐年處理廢電路板3萬噸以上，目前仍在運行中。

4.結論

1.電路板的主要組成部件是基板和電子元器件，在處置不當的情況下易造成環境風險，具有一定的危害性。

2.廢電路板的處理處置技術主要有三種（物理法、火法、濕法），目前主流的處置技術是混合處置技術。但對于廢電路板上元器件的處理處置尚未有較好的技術，由于國家危險廢物名錄調整，廢電路板上的元器件拆解后被認定為危險廢物，原電路板處理企業并不具備元器件處理能力，導致部分企業廢元器件的堆存問題較為突出，盡管有將元器件作為摻雜物混入金屬提煉工藝對元器件進行處置的企業，但是處理的量不大，并且具備此技術的企業數量不多。

3.廢棄電器電子產品拆解企業基本上都按照要求將拆解產生的廢電路板交由本地或附近有處理資質的電路板處理企業（僅有少數規模較大企業具備深度處理能力）。除了有資質的電路板處置企業外，還有部分小作坊、冶煉企業進行廢電路板的處理。

4.目前環保部門并未開展對于具有廢電路板處置資質的處理企業的延伸監管，致使家電拆解產生的廢電路板存在可能被二次轉運而得不到合規處理處置的風險。一些具有廢電路板處置資質的企業可能存在將廢電路板進行倒賣的現象。