廢棄電腦及配件中貴金屬的回收利用

張 璟，丁忠浩

（武漢紡織大學 環境與城市建設學院，湖北 武漢 430073）

廢棄電腦及配件中貴金屬的回收利用

張 璟，丁忠浩*

（武漢紡織大學 環境與城市建設學院，湖北 武漢 430073）

本文介紹目前國內外對廢舊電腦的回收處理現狀，并概述了現在所應用的回收廢舊電腦產品中貴金屬的主要方法和新工藝。

廢舊電腦；貴金屬；火法冶金；多孔吸附；生物浸取

21世紀,信息、材料和生命科學得到飛速發展,信息技術、信息載體和信息材料的更新是科技發展的必然趨勢。科技發展史表明,人類文明的每一次進步都對人類生活帶來了極大的好處,但與此同時,也都伴隨著環境遭受污染的代價[1]。根據《中國統計年鑒2006》的數據表明，到2005年，我國城鎮和鄉村電腦擁有率達到了41.5臺/百戶和2.1臺/百戶，人們在享受信息技術和工具更新帶來便捷的同時，淘汰和報廢的電腦正越來越成為社會的負擔[2]。并且廢舊電腦中含有大量的重金屬、PBB、PBDE、等有毒有害成分[3]，處理不善將對環境造成嚴重的污染。然而另一方面廢舊電腦中含有許多可以資源化利用的材料，例如塑料、電腦板卡[4]、顯像管材料等。因此，回收利用廢舊電腦產品成為當前亟待解決的問題，引起了全社會的關注。

1 國內外廢棄電腦回收處理現狀

目前，電腦廢棄物的大量產生已經對各國產生威脅。歐洲大多數國家已經建立相應的回收處理體系，并且致力于發展新的回收處理技術。特別是瑞士，是第一個實現工業化回收處理電子廢棄物的國家。瑞士現有已安裝的電腦315萬臺（平均每兩人一臺）[5]，其中2003年共有68000噸電子垃圾，占總垃圾量的2.6%。而瑞士電子垃圾有效的回收來自于SWICO組織的有效管理。主要管理電子產品如：電腦、電視、收音機等。這組織系統通過和生產者、消費者、處理廠的合作，由ARF（Advance Recycling Fee）負責回收、運輸的費用。有專門的公司把不同的電子垃圾帶到不同的回收系統[6-7]。

日本2000年生產電腦約1200萬臺，主要品種有桌上型和筆記本型兩大類。一般使用壽命為桌上型6~7年、筆記本型為16~17年，但更新期為3~5年，故產生的廢舊品較多,且增長較快。日本對廢舊電子電器的回收義務規定為生產者或進口者。而在日本全國有兩大團體進行回收處理工作，在全國分兩組(A組為松下和東芝，B組為日立和索尼)建成數十個再生工場，除系統開發成功再生利用技術外，并制定了基本一致的收費辦法和回收方式，每年共有60萬噸的廢舊電子電器被收集，送往回收處理工廠分類、拆除，有價值的材料被回收循環利用[8]。

美國是世界上最大的電子產品生產國和消費國,同時也是電子垃圾的最大制造國。據美國國家安全委員會估計,從1997年到2004年,全美僅報廢的電腦就將達到3億多臺,而到2005年,在每1臺新電腦投放市場的同時就有1臺舊電腦加入電子垃圾的行列。美國早在20世紀90年代初就對廢舊家電的處理制定了一些強制性的條例,2002年當局針對廢舊家電的回收利用又出臺了一系列法規法令,對從事回收家電產品中制冷劑的人員資格、使用的設備以及回收比率等都做出明確的規定,使廢舊家電的回收利用過程能夠達到政府所規定的各項要求和技術指標。作為電腦產品的生產和使用大國,美國也把電腦等電子產品歸入家電產品類進行法律上的約束[9]。

在我國，由于受傳統觀念、經濟條件、技術水平等因素的影響，一般家庭報廢或淘汰的廢電腦處置方式主要是送人、賣給收廢品的小商販或放入家庭儲藏室。國內企事業單位淘汰或報廢的電腦絕大部分是束之高閣,繼續留在倉庫里。因為現有體制決定了電腦盡管已經不能再使用,仍算是企事業單位的固定資產,不能輕易扔掉。不管如何,這些廢電腦總有一天要作為垃圾處理掉,被小商販收購往往是這些廢電腦的最終歸宿。然而國家也做出了一系列對策及努力：國家在1995年頒布的《固體廢物污染環境防治法》的基礎上，對包括廢電腦在內的廢家用電器的不規范和不正當處置做出了規定，組織制定再生資源回收利用管理條例和廢舊家用電器回收利管理辦法，通過加快建立再生資源的回利用體系和示范來規范廢舊家用電器的回收利用工作[10]。

2 從廢棄電腦中回收貴金屬的方法

目前我國對電子電器廢棄物處理的缺失一方面是制度不健全，另一方面回收電子電器廢棄物成本高，經濟效益低才是制約這個行業發展的根本原因。因此，除了制定有效合理的回收處理制度，應用經濟的回收工藝才能正常持續的把廢舊電子電器回收產業化。

2.1 廢棄電腦及配件的回收價值

電腦廢棄物中含有多種可供回收再利用的材料，據統計：1 t隨意收集的電子板卡中含有大約272.4 kg塑料、130 kg銅、0.45 kg黃金、41 kg鐵、29.5 kg鉛、18 kg鎳、20kg鎳、10 kg銻、9kg銀及鈀、鉑等其他貴金屬,僅這0.45kg黃金就價值6 000美元[11]。因此回收其中的貴金屬在整個回收環節中是最能產生經濟效益。事實上，普通金礦的含金量即使品位低至3g/t也具有開采價值，經選礦得到的金精礦也只有70g/t左右，與廢電腦板卡中的含金量450g/t相距很遠。

2.2 從廢棄電腦中回收貴金屬的傳統方法

電子電器廢棄物一般是先經過預處理工藝，手工拆解與分類。經過手工和機械輔助拆解，各種電子元器件得以分離，對可以可在使用的部分可以進行可靠性檢測后重復使用，對有毒有害的部分單獨處理。拆解后就可以進行回收處理。目前，國內外廢電腦的回收利用以金屬(包括銅、鎳、鉛、錫、鐵等賤金屬和金、銀等貴金屬)為主，回收貴金屬的工藝技術主要分為火法冶金、濕法冶金和機械法。

火法冶金技術主要包括焚化法和裂解法[12]，指利用高溫使電腦板卡等部件中的非金屬物質與金屬物質相互分離，部分非金屬物質變成氣體逸出熔融體系，另一部分呈浮渣形式浮于金屬熔融物料上層，可分離去除貴金屬在熔融狀態下與賤金屬形成合金，除去表面的浮渣后，將熔融合金注入相應模具中冷卻，再通過精煉或電解處理使貴金屬與賤金屬分離，同時使各貴金屬相互分離[13]。此法回收效率高、簡便，但容易產生廢氣、廢渣二次污染，且能耗大，設備昂貴[14]。

濕法冶金亦是目前應用較為廣泛的從電子廢棄物中提取貴金屬的方法，并且早在 20 世紀70 年代就已經被西方發達國家所采用，廢棄物顆粒在酸性或堿性條件下浸蝕．浸出液再經過萃取、沉淀、置換、離子交換、過德以及蒸餾等一系列過程最終得到高品位及高同收率的金屬。濕法冶金處理過程中要使用強酸和有劇毒的氰化物等，產生的廢液含有重金屬、氰化物等物質，廢水處理成本高[15]。

機械法又稱為物理法，是根據物料的物理特性，如密度、導電性和磁性等性質所存在的差異性來回收金屬的方法[16]。一般是先通過破碎機把物料破碎到合適的粒徑，在通過磁選、風選、電選、浮選對各種材料加以分離[17]。該法具有處理成本低和對環境造成的二次污染小等特點，符合當前的市場需求，因此具有一定的優越性。目前，該方法是發展最快和應用最廣泛的從電子廢棄物中回收金屬的方法。

2.3 從廢棄電腦中回收貴金屬的新方法

（1）電解過濾法：在一定的pH、溫度、電解質的條件下，通過電解反應，使陽極上廢舊電子電器的金屬的各種成分得以分離，活性強的先溶解，活性弱的則沉淀。然后在不同電壓下分別過濾回收[18]。濕法冶金技術回收廢電腦中的金屬的基本原理是利用廢電腦中的絕大多數金屬（包括金等貴金屬和賤金屬）能在硝酸、王水等強氧化性介質中溶解而進入液相的特性，使絕大部分貴金屬和其它金屬進入液相而與廢電腦中的其他物料分離，然后從液相中分別回收金等貴金屬和其它賤金屬。這種方法即可用于普通金屬回收，也可用于貴金屬回收。但生產中會產生廢水污染，并且能耗大。

（2）生物浸取法：生物技術提取貴金屬是利用許多生物體對金銀等貴金屬有特殊的親和力，用細菌浸取貴金屬。20世紀80年代開始研究，目前尚未應用到實際生產中。

許多生物體對金銀等貴金屬有特殊的親和力，可以用細菌浸取貴金屬。生物技術提取貴金屬的基本原理是利用Fe3+的氧化性將貴金屬合金中的其它金屬氧化或溶解，貴金屬裸露便于回收，還原得到的Fe2+可被細菌氧化成Fe3+再用于浸取貴金屬。據文獻報道：用含10g/L的Fe3+和細菌溶液浸取電子廢料，溫度為20～30℃，pH值小于2.5，兩天時間后，金的回收達到97%，且含細菌的浸取液可以再生反復使用。

還有一種方法是利用菌體細胞通過絡合、沉積、氧化還原、離子交換等作用對貴金屬離子吸附，然后把細胞回收起來，提取其中的貴金屬。Pethkar等人[19]用處理好的家禽羽毛包埋牙支狀枝孢霉，固定化細胞吸附Au3+的能力較強，在酸性條件下(pH=1～5)，吸附率達88%，吸附量達110mg/g。

生物技術提取貴金屬具有工藝簡單、操作方便、費用低等優點，但浸取時間長、浸取率較低。由于該方法能夠大大減少貴金屬二次資源處置過程中的酸堿和氰化物的使用量以及減少火法冶金處置過程中的煙塵排放量，從經濟效益和環境保護的角度看，具有較大的應用前景，代表著未來技術的發展方向。

（3）活性炭、特種樹脂等多孔性物質的吸附技術：通過吸附材料對廢舊電子電器的含貴金屬料液進行吸附。盧業玉等利用自制黃原酯棉吸附回收廢棄PC電腦電路板中的Au，回收率在85%左右，回收的Au純度為99.59%。本方法簡單，成本低，回收純度較高[20]。

3 結語

日新月異的科學技術給人們帶來進步與便利的同時,也帶來了大量電子垃圾。“循環再生,變廢為寶”,這是我們治理廢舊電腦及配件的指導方針和原則 ，在我國，應盡快出臺相關法律法規,明確電腦生產廠家的責任，同時加強公民的資源危機和環保教育[21],倡導全民參與廢電腦回收與利用活動；另一方面，要成功地吸收和借鑒國內外好的經驗和做法為我所用，建立廢電腦及電子垃圾集中處置機構,加強新技術的研究及推行，加大綠色環保電腦的研發，使廢物資源化、再利用化,最大限度地保護人類賴以生存的環境。

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Recycling of Precious Metals from Discarded Computers and Accessories

ZHANG Jing, DING Zhong-hao

(School of Environment& Urban Construction, Wuhan Textile University，Wuhan Hubei 430073, China)

This paper describes the current status of recycling and disposal of discarded computers both at home and abroad. It also outlines the currently applied major methods and new techniques in precious metals recycling of discarded computer products.

discarded computers；precious metals；thermometallurgy;porous adsorption；biological leaching

X76

A

1009－5160(2010)03－0058－03

*通訊作者：丁忠浩（1950-），男，教授，研究方向：生態環境污染控制.

紡織工業協會2008年指導性項目（200838）.