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报废电气和电子设备回收研究

发布于 2020年06月19日

[摘要]报废电子与电气设备的回收流程 事实上,现有的电子废料回收流程主要着眼于铁类金属、有色金属和贵金属的分离。
报废电子与电气设备的回收流程

  事实上,现有的电子废料回收流程主要着眼于铁类金属、有色金属和贵金属的分离。一个典型的电子和电气废品回收流程如图 3所示。通常,电子产品被手动分为多个产品组,或者被直接转移到另一个回收实体。如果这些废弃产品仍然具备部分功能,或是超出了回收者的能力、容量和允许,它们会被转移。该流程接收的产品会被分类分阶段拆解。

  机械分离

  不同的部件和设备第一步通过机械分离为不同的部分,例如按材质分解为:金属(铁、铜和铝等)、塑料、陶瓷、纸质、木材和设备,例如电容器、电池、显像管、液晶显示屏、印制电路板等等。这些材料可以做进一步处理,例如:塑料材料因为其卤素含量较高会被进一步处理,金属材料可以通过不同的冶金流程被进一步处理。其中,印制电路板的分解处理过程比较复杂,这是由于金属相和非金属相是高度交联的

  在手动分拣,去掉污染物(例如水银开关、电容器中的五氯苯酚等)之后对材料进行第一步的粉碎。材料的分离手段通常包括电磁法、静电法、密度法、视觉法和其他方法。例如采用一系列磁铁,可以从传送带上分离出含铁的材料,与传统的电磁体相比永磁体的使用可以大大降低能源的消耗。对上述报废品进行多次的粉碎和磁铁分离、再加工程序,可以大大增加含铁材料分离程度。在分离出铁类金属之后,剩下的材料再通过传送带进行缓慢挑拣,去掉一些大型碎片,例如玻璃渣或塑料渣。在使用研磨机和筛选器依据材料的大小进行分离之后,使用涡流法、静电法、空气法、浮沉法和离心力法等对非铁类金属进行分离。在报废品进行大小分离的过程中,还可能会用到撕扯、研磨、锤击等方法,通过传送带将它们连接起来。而废料的组成决定了具体使用哪种方法。分离出来的材料还要采用特定的加工方法进一步处理,如火法冶金技术与湿法冶金技术。

  热处理技术

  火法冶金技术主要包括焚化、等离子弧熔炉熔化、撇渣、烧结、融化和高温气相反应。焚化通常是指去除去塑料和其他有机材料,进一步浓缩金属。压碎的废品可在熔炉中焚化来去除塑料,得到熔化的金属残渣。塑料燃烧后,耐火氧化物最终会形成熔渣。

  在熔化反应阶段,会用到金属收集器,例如铜和铅。但是在熔化未经提炼金属过程中,仍会不可避免的收集到一些不纯的合金。电子废品中包含的金和银元素可以在铜铸熔炉中提炼,但是银和其它贵金属往往会需要较长的过程来提炼。绝大多数再生铜和大部分的电子废品都可以在铜铸熔炉中进行火法冶金提炼,其主要过程和步骤包括:金属熔化与还原、吹炉中原铜生成或起泡、火法精炼、电解提炼、阳极泥处理。在现代的再生铜熔炉中,许多各类型含铜材料都可以进行回收处理。图 4展示了一个典型的含铜报废电子与电气废品的回收流程。除了铜元素,报废电子与电气废品还会含有镍、铅、锡、锌、铁、砷、锑和其它贵金属元素。待处理材料(如报废的电子产品)需要根据其纯度和物理状态进入不同的处理流程。阳极成分组成、粉尘和炉渣的质量由于材料的不均匀性而产生剧烈波动。这一过程同电解精炼中产生阳极泥的情况是类似的。另外一种从电子废品中复原氢氧化物和贵金属的方法是通过铅熔炼处理。

  热解技术是指将待处理材料在惰性气体环境下进行加热,在达到特定温度后,材料中的有机物(如塑料、橡胶、纸、木材等等)就会分解,并形成挥发性物质,可以进一步用于化学工业或者与油气混合后产生能源。但是现阶段而言,工业领域并没有采用这种方式来处理废品。

  湿法冶金技术

  湿法冶金技术的主要方法是通过酸或腐蚀性液体对固态金属进行淋洗。这一过程通常需要小的粒度尺寸来增加金属的产量。按照这一方案,目标金属元素便会被剥离出来,然后通过溶剂萃取、化学沉淀、渗碳处理、离子交换、过滤和蒸馏等过程进行浓缩。其中,淋洗溶剂主要有H2SO4、H2O2、HNO3、NaOH、HCl等等。

  电化学处理技术

  绝大多数电化学处理技术通常都是精炼处理,并且是在电解质溶液中进行的,有时也可在熔盐中进行。阅读文献可以发现只有少数经粉碎的废料可以直接用电解处理。例如,在碘化物电解时,碘化钾/氢氧化钾溶液常用来从镀金或是涂金废品中回收金、银和钯元素。另外一项处理过程是铁-流程,在这个流程中含铜废品在硫酸铁溶液中进行淋洗,而淋洗液是电解过程产生的废液。

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