电子废弃物中贵金属的回收技术

摘要：随着电子工业的迅速发展，作为生产原料之一的贵金属的消耗量越来越大。科学、合理、高效的回收利用电子废弃物中的贵金属，既可以节约资源能源，又能达到保护环境的目的。在此，阐述了电子废弃物中贵金属的回收处理技术，介绍了各种技术的基本原理和研究进展，并简要介绍了已经应用于工业生产的贵金属回收工艺流程。
关键词：电子废弃物；贵金属；回收处理
引言
电子废弃物又称电子垃圾，包括各种日常生活中使用后废弃的电脑、通信设备、电视机、电冰箱、洗衣机等家用电器，以及企事业单位在生产、办公过程中淘汰的电子仪器仪表等[1]，数量相当庞大。据资料介绍[2-3]，我国从2003年起，每年至少报废500万台电视机、400万台冰箱、500万台电脑和6000万台手机，且这些数字还在逐年增加。美国国家安全委员会的一份报告指出，1998年美国共淘汰2060万台电脑，在今后的10年内被淘汰的电脑数量将达到15亿台[4]。
贵金属一般指金（Au）、银（Ag）、铂（Pt）、锇（Os）、铱（Tr）、钌（Ru）、铑（Rh）和钯（Pd）共8种金属，它们价格昂贵、资源稀少。由于贵金属及其合金具有优良的导电性、柔韧性和高强度性，被广泛应用于电视机、计算机和手机等常用电器中的组装电路板、电容器及其它电子组件上。
随着电子产品更新换代速度的加快和电子废弃物数量不断增加，大量含有贵金属的电子废弃物未能得到有效回收利用，不仅浪费了大量宝贵资源，还严重污染环境。因此，科学合理的回收利用电子废弃物中的贵金属既可以节约资源、降低生产成本，又能有效减少废弃物排放，达到保护环境的目的。

图1电子废弃物中贵金属回收的工艺流程示意
1电子废弃物中贵金属回收的工艺流程
电子废弃物中贵金属回收的工艺流程如图1所示。其工艺可分为前处理及后续处理2个阶段。前处理指机械处理方法；后续处理包括火法冶金、湿法冶金和生物方法等。
2电子废弃物中贵金属回收的前处理
2.1基本原理
电子废弃物中贵金属回收的前处理主要指机械处理方法。机械处理方法是根据材料间物理性质的差异，包括密度、导电性、磁性、表面特性等进行分选的手段，包括拆解、破碎、分选等处理过程。机械处理可以使电子废弃物中的有价物质充分富集，减少了后续处理的难度。与后续处理相比污染小、成本低，但不能得到纯度较高的贵金属[5]。
2.1.1电子废弃物的拆解
拆解的目的通常有2点：①拆除有价值的元器件或附属设备，经检验合格后重新使用；②拆除含有有害物质的元器件或附属设备，进行单独处理。传统的拆解操作一般手工完成，在可能的情况下使用机械设备辅助。近年来，电子废弃物的机械及自动拆解技术是拆解研究发展的热点。
2.1.2电子废弃物的破碎
破碎是指通过人力或机械等外力作用，破坏物体内部的凝聚力和分子间作用力而使物体破裂变碎的过程[6]。破碎是将待回收物质从电子废弃物中解离出来的关键步骤，而单体的充分解离是实现高效机械分选的前提。因此，根据电子废弃物中不同物料的物理特性选择有效的破碎设备，并根据所采用的分选方法选择物料的破碎程度，不仅可以提高破碎效率，减少能源消耗，还能为不同物料的有效分选提供前提和保证。
目前用于电子废弃物机械破碎的设备主要包括锤式破碎机、剪切破碎机、旋转式破碎机和锤磨式破碎机等。
2.1.3电子废弃物的分选
分选是指按照不同的物理或物理化学性质差异（如颗粒形状、密度等），将电子废弃物破碎产品中不同组分进行分离的过程，通常分为干法分选和湿法分选2种。
干法分选包括干式筛分、气力摇床或气力涡流分离、磁选、静电分选及涡电流分选等；湿法分选主要包括水利涡流分选、浮选、水利摇床等。干法分选成本低、无污染，但目前只能处理粗颗粒，对细颗粒的分选效率较低。湿法分选回收率高，对细微颗粒的分选效率优于干法分选，但成本较高，易产生二次污染。
2.2处理工艺
德国US-BM公司在20世纪70年代就应用物理分离方法对军队的电子垃圾进行简单处理。德国Famet Recycling公司采用破碎、重选、磁选、涡流分离的方法使废电路板中90%的铁（Ｆe）、铝（Ａl）及贵重金属得以回收[7]。20世纪70年代末美国矿产局(USBM)也采用了磁选、气流分选、电分选和涡电流分选等冶金和矿物加工技术处理军用电子废弃物，但由于费用较高，没有获得进一步的商业发展。1984年美国成立专门机构回收废旧计算机、电子通讯器材等废弃物，然后送到专门的生产厂家，从中提取贵金属。在美国政府的资助下，Adherent Technologies公司开发了三段回收技术，电子废弃物经过简单的预处理，破碎回收铁磁性物质后，进入三段反应器，在回收贵金属的同时还处理利用了有机物，该工艺已经实现工业化。