姜惠瓊,葉 沛,王素紋
(黃石市環境保護研究所,湖北 黃石 435000)
廢線路板主要包括廢覆銅板(CCL)、廢印刷線路板(PCB)、廢棄的帶有集成電路和電子器件的印刷線路板卡,主要為制造過程中產生的邊角料、次品和廢電子產品拆卸元件的基板[1]。廢線路板中金屬含量較高,約占40%,塑料約占30%,惰性氧化物約占30%。其中,金屬組分又包含有色金屬、稀有金屬和貴金屬,具有較高的經濟價值[2-3]。非金屬組分主要是塑料和防止線路短路燃燒而加入的含鹵素阻燃劑惰性氧化物,而這部分阻燃劑不合理的處置將會產生難以逆轉的環境損害。有研究表明[4-5],廢線路板焚燒會產生有毒有害二噁英類氣體。因此,對被譽為“城市礦山”的廢線路板進行合理處置并將其變廢為寶顯得非常重要了。
目前黃石市的電子信息生產是華中地區線路板生產企業產能實力最強、規模最大、企業聚集最多的區域,在國內排名第三。而由此產生大量的廢線路板迫切需要合理處置并回收利用。本文針對黃石市廢棄線路板處理處置過程中可能存在的問題,對其產生的污染提出防治措施、處置方法、對策及建議,為PCB行業的可持續發展提供技術支撐。
根據湖北省危險廢物監管物聯網系統PCB行業2018年年報數據(行業內部資料)可知,2018年黃石市PCB行業危險廢物產生量為26115噸,涵蓋表面處理廢物、含銅廢物、有機樹脂類廢物等10大類,34小類。由圖1可以看出,表面處理廢物和含銅廢物污泥占31%,廢液占49%,其他僅占20%。由于危險廢物種類較多,而產生量大的主要集中在表面處理廢物和含銅廢物,為了便于統計,將危險廢物中呈固態和半固態狀的表面處理廢物及含銅廢物歸為污泥類、液態狀的表面處理廢物及含銅廢物歸為廢液類,其他危險廢物全部歸為其他類。對湖北省危險廢物監管物聯網系統數據進行統計得出,截止2019年3月20日,全市PCB行業產生的污泥量為8012.4噸,廢液為12910.9噸,其他為5192噸。

圖1 2018年黃石市PCB行業危險廢物產生量
危險廢物的處置去向大致分為企業自行處置、貯存及委托外單位處置三種方式。2018年PCB行業危險廢物利用處置情況如圖2所示,委托外單位處理量達到81%,企業自行處理量占16%,貯存占3%。

圖2 2018年PCB行業危險廢物去向分布
根據湖北省危險廢物監管物聯網系統統計數據,黃石市現有8家危險廢物持證單位,分別是大冶市英達思環保科技有限公司、黃石翔瑞環保實業有限公司、陽新鵬富礦業有限公司、湖北大江環保科技股份有限公司、黃石市鼎盛再生資源回收有限公司、湖北威辰環境科技有限公司、大冶有色金屬有限公司稀貴金屬廠和大冶有色金屬有限公司冶煉廠。黃石市PCB行業產生的危險廢物種類多達33種,其中黃石市配套企業處置的危廢有22種,依托湖北省配套企業處置的危廢有11種。
本地配套處理危廢企業基本能夠處理大部分PCB行業產生的危廢,但也有部分小類別的危廢本地企業沒有相應處理資質,這部分危廢需交由本省或外省有處理資質的企業處置。
上述分析表明,黃石市處理危廢企業需進一步規劃,確保危廢處置單位經營類別與PCB企業產生危險廢物種類匹配,有足夠能力處理黃石市PCB行業產生的危險廢物。
根據文獻資料,廢線路板的處理技術主要有機械處理法、熱解法、濕法冶金法、生物冶金法和超臨界流體回收法等[6-13]。各種方法都有各自優缺點(表1),目前,應用于生產實際中主要有前面三種方法。機械處理法技術成本低,但容易產生二次污染,對于廢線路板中非金屬部分回收不理想。熱解法成本低,能很好處理廢線路板中非金屬部分,但容易產生二噁英類有毒有害氣體。濕法冶金法廢氣產生量小,但容易產生大量廢水和廢渣,且經濟成本較高。生物冶金法和超臨界流體回收法尚處于研發階段,還未進行大規模使用。

表1 廢線路板各種回收技術優缺點一覽表
目前,黃石市廢線路板處置企業有8家,處置方式主要采用為機械處理法,工藝流程見圖3。

圖3 廢線路板處置利用工藝流程圖
廢線路板先進行物理拆解分類,再將含有金屬部分廢料進行三級破碎并進行震動篩選分級,篩選過程可將回收粉塵再進行篩選,篩選出的粗粉再進入破碎工藝,篩選完的粉末再進行靜電分離,分選出非金屬粉和金屬粉,其中,金屬粉末銅的含量約在70%~95%,非金屬粉塵的銅含量在0.5%以下。
目前,黃石市8家廢線路板處置利用企業普遍存在處理規模小,處理類別不夠等問題,危險廢物種類有33種,而配套企業能處置的危廢只有22種,需要省內配套企業處置的危廢有11種。另外,配套處置企業分布比較分散,存在黃石市市區產生的危廢需要運送到陽新縣或大冶市處理,導致運輸過程中二次污染風險和經濟成本增加。
黃石市廢線路板主要的處理方式為機械處理法。采用此法產生大量樹脂和玻璃纖維粉塵,若無除塵防治措施,生產車間將密布粉塵,連續破碎時高溫發熱會導致物料熱解,有毒氣體將散布在車間內。這些都是對工作環境及生產人員健康產生不良影響的重要因素。
廢線路板中含有大量用于防止電路短路引起燃燒的阻燃劑,這部分阻燃劑在焚燒、填埋、再生等處置時都會將有劇毒的二苯并呋喃類等物質分解釋放出來,難以使其降解,會累積在生物體內改變生物群體健康及生物內分泌功能,有生殖毒性、致畸、致突變、致癌等危害。
目前,對廢線路板的回收利用主要集中在價值較高的金屬部分,對難以處置的含有阻燃劑非金屬部分未進行控制。調查發現,甚至很多回收產品上都有含阻燃劑的粉塵,這些粉塵并沒有引起重視和解決。
針對配套廢線路板處置企業應合理規劃選址,盡量做到就近處理各類危險廢物,統籌兼顧處理類別,做到產生多少類別就能處理多少類別。危險廢物產生、貯存、轉移、處置等活動在時間上有較大彈性,在流向上難以控制,環境保護行政主管部門管理壓力較大。要充分利用物聯網、集成RFID射頻識別、GPS和北斗定位、視頻圖像、無線通信等技術,實現對危險廢物源頭監管、對轉移的全過程監管、對危險廢物申報和審批的監管以及建立危險廢物應急預警機制,這對提高危險廢物管理能力具有重要意義。
針對黃石市處理廢線路板采用單一的機械處理法產生大量的廢氣及粉塵問題,需要鼓勵企業系統創新,既要提高貴金屬的回收率,同時也要兼顧處理非金屬部分,確保不造成二次污染。可以選用物理化學方法,通過化學反應更好的挑選回收貴重金屬,通過熱解法處理非金屬廢棄物,可通過控制爐窯溫度嚴格控制二噁英產生量。此外,國家和政府方面可以制定發布科技研發計劃,使廢線路板處理回收利用技術得以創新[14-15]。
線路板行業生產工藝復雜,消耗原料、種類多,廢棄物產生后處理難度較大,此類行業想實現可持續發展一定要把環境保護放在首位。在生產源頭就要加強環境管理,源頭管理、源頭治理是關鍵。
對黃石市PCB行業集中管理,指引企業積極采用國內外科學、先進、有效、成熟的環保措施,合理配套落實在整個生產過程中。加強對PCB配套企業的監管,防止一些不良廠商將危廢回收后,提煉出有價值的重金屬后將無用的危險廢物偷排到環境中,造成嚴重的污染。上緊企業環境保護的弦,讓企業認識到環境保護與清潔生產的重要性。提升企業的社會責任和法律的意識,老舊、不達標的的處理設施要及時淘汰更新,使黃石市PCB行業真正實現清潔生產并向著可持續的方向發展。
本文調查了黃石市廢線路板產生與處置現狀,本行業存在處置企業過于分散且處理類別不夠等問題。國內大部分企業都是采用經濟成本低、回收利用效果好的機械處理法處理廢線路板,處理工藝單一且造成二次污染非常嚴重,同時產生的再生污染沒有引起政府部門的足夠重視。提出了本行業在污染處置過程中需合理規劃布局、鼓勵技術創新及加強排污監管等建議及對策。