國內外電纜導體再利用專利技術分析

楊穎娜 張盈利

（國家知識產權局專利局專利審查協作河南中心，河南鄭州 450002）

國內外電纜導體再利用專利技術分析

楊穎娜 張盈利

（國家知識產權局專利局專利審查協作河南中心，河南鄭州 450002）

電纜導體主要為銅、鋁和貴金屬等材料，每年有大量的廢舊電纜等待處理，本文針對廢舊電纜中導體的回收再利用，對相關領域的專利情況和重點申請人進行了梳理，對電纜導體的回收方案進行了深入討論，對該行業未來的走勢進行了預測。

電纜；回收；導體

隨著我國和世界社會經濟的快速發展，電纜的生產和消費成為我國緊跟汽車工業之后的第二大產業。線纜的構成包括導體(有價值的銅、鋁等金屬材料)、絕緣體以及包覆保護層。絕緣體和包覆保護層的主要材料是聚氯乙烯(約占70%)、聚乙烯(約占20%)、氟樹脂、氯丁橡膠、氯磺化聚乙烯等含鹵素的材料。此外，所用材料中還包括添加了含氯或溴等鹵素阻燃劑的聚烯烴材料。目前銅、鋁、塑料等電線電纜主要大宗原材料的價格飛漲，另外，銅是國民經濟的重要原材料，而我國的銅資源缺乏。以現有開采速率計世界銅礦資源預計可開采30年，而我國的銅資源可開采7年時間[1]。因此，針對廢舊電線電纜淘汰所帶來的資源與環境的雙重矛盾，開展以廢舊電線電纜為主的第七類固廢中金屬銅、鋁、鐵的資源以及其他非金屬資源的無害化、高效回收再生工作具有重要的社會意義和經濟價值。

1 技術發展脈絡

廢舊電線電纜的回收再生方法大體可以分為三類：熱態方法、化學方法和物理方法。電纜廢舊材料回收的發展歷程大致為：焚燒技術、填埋技術、手工剝離回收、機械剝離回收、機械粉碎脫粒回收、化學方法、熱解技術等。

1.1 熱態方法如指焚燒技術

熱態方法如指焚燒技術，這也是目前對于截面微細的單股多支導線和混合雜線處理的普遍方式，其原理是將塑料表皮焚燒后，獲取其剩余的金屬線芯，用這種方式來處理廢棄導線，不但寶貴的再生資源----塑料沒有得到充分的利用，而且容易致使金屬物質氧化，回收金屬表面存在難以清除的殘炭，降低回收產品的品位，并且還會造成對環境的較大污染，因此這種方法已經被國家明令禁止；而熱解方法[2]，雖然在大氣污染上相比焚燒技術有了大大的改善，但其金屬質量與焚燒相似，而且屬于高溫處理技術，對設備密封以及尾氣處理均有較高要求。

1.2 化學方法

化學方法是通過溶劑使電線電纜外層塑料、橡膠等物質發生溶解，從而裸露出金屬物質，但該方法會產生高濃度的有機廢液，目前其無害化處理以及安全排放存在

較大難度。物理方法具有環境污染小，廢舊電線電纜分離程度高等優點，是目前國際上發展迅速和應用較多的技術方法。

1.3 化學方法

物理方法，其工作原理是利用旋轉刀片將導線表皮塑料沿軸向剪開，并通過多齒擠壓，使塑料表皮和金屬線芯呈松馳狀態，然后再將塑料表皮和金屬線芯抽出分離，這一類裝置適用線徑截面較大的多股導線處理；或者是利用旋轉刀片將導線切割成米粒大小的顆粒，再應用風選或水選或振動篩等設備進行金屬粒與塑料粒的分離，這一類裝置適用線徑截面中等的單股導線處理。

1.4 廢舊電纜的回收設備

廢舊電纜的回收設備主要為：用于三種方法中的焚燒爐、熱解裝置、化學處理裝置、剝離機、粉碎機、脫銅機。隨著電纜的多樣化發展，能適用于多種電纜的剝離機，以及能夠提取多種重金屬的化學處理裝置成為發展的主流。

2 重要申請人

通過對國內外相關專利的分析，于回收電纜廢舊材料的設備和方法的技術發展較為重要的兩個時期是1970-1979年和2010年至今。從地域上看，日本和韓國在用于回收電纜廢舊材料的設備和方法的技術發展領域比其他地區在數量上有很大優勢，這一方面與日本韓國本國的重金屬等資源稀缺有關，另一方面也與其在節約資源方面的技術發展有關。而隨著經濟的發展，在電纜廢舊材料回收領域，我國也取得了一定的進步，廢物回收越來越受到人們的重視。

2.1 國外重要申請人

如圖1所示，日本在電纜廢舊材料回收領域最主要的申請人有3個，其專利擁有量均在40件以上，分別為：FURUKAWA ELECTRICCO LTD（古河電氣工業株式會社），SUMITOMOWIRING SYSTEMS（住友電氣工業株式會社）和SUMITOMODENSOKK（住友電裝株式會社）。

這三家公司采用的電纜廢舊材料回收技術主要是兩個方向，一方面著眼于如何制備可回收的電纜，通過設置精巧的電纜結構結合可回收利用的材質；另一方面著眼于如何提升電纜的回收效率并降低回收成本，通過設計各種簡便的多通道剝離機和大力發展熱解技術。

圖1 日本電纜廢舊材料回收方面重要專利申請人申請量表

2.2 國內重要申請人

國內專利申請量共計203件，2000年以前為13件，2000年之后共90件，可知國內在電纜廢舊材料回收技術方面起步較晚，在07年之后在有了較快發展。目前在電纜廢舊材料回收技術方面重要的專利申請人為天津大學12件、富勤環保（清遠）有限公司8件、國家電網7件，其他大部分公司申請均不足5件，在專利數量方面與日本申請人有一定差距。在2007年之后在有了較快發展。目前在電纜廢舊材料回收技術方面重要的專利申請人為天津大學、富勤環保（清遠）有限公司、國家電網，在專利數量方面與日本申請人有一定差距。

天津大學的12件專利申請中有關機械剝離回收技術5件、機械粉碎脫粒回收技術4件、熱解回收技術2件、脫漆技術1件。其中機械剝離回收技術是通過將廢舊電纜切割成小段，再結合加熱、有機溶解、金屬溶解、超聲波振蕩、徑向擠壓等技術實現金屬導體與膠皮的剝離；機械粉碎脫粒回收技術是通過將廢舊電纜粉碎，之后再分篩出相應的金屬導體與膠皮；熱解回收技術是利用金屬導體和膠皮的不同轉換溫度來實現金屬導體與膠皮的分離；脫漆技術則通過熱脹冷縮的原理先將廢舊電纜在惰性氣體下加熱，然后在進行驟冷處理以實現漆膜的自動脫離。

3 結語

本文通過對比國內外電纜廢舊材料相關專利申請的分部發現，利用熱解技術處理廢舊電纜以最大化實現資源化、無害化的處理將是發展的大趨勢，然而該技術在設備裝置方面還存在成本過高的問題，如果能夠通過合理的參數、流程、結構優化來改善設備裝置成本過高的問題，將給該行業帶來長足的發展，并且會對能源和環境和人民的生活帶來福音[3]。另一方面，設計容易再回收利用的電纜結構也是對未來電纜領域發展的新要求。

［1］肖灑，王利軍，任喬林，等.廢舊電線電纜回收處理技術研究［J］.通信電源技術，2016（3）:46-48.

［2］張敬東，張明杰，楊毅宏.從廢電線電纜中回收金屬銅的新方法［J］.有色金屬(冶煉部分)，1991（4）:46.

［3］陳思.淺談如何通過精細化管理方法提高廢舊電纜回收利用率［J］.現代工業經濟和信息化，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

楊穎娜（1987-），女，研究實習員，碩士研究生，研究方向：電纜領域發明專利審查；張盈利（1988-），女，研究實習員，碩士研究生，研究方向：電纜領域發明專利審查（等同于第一作者）。