回收电子设备——如何运作？

电子设备回收是一项越来越具有挑战性的任务。根据《2020 年全球电子垃圾监测报告》，全球每年产生 5360万吨电子垃圾（电子垃圾）。  令人震惊的是，他们还报告称，只有17.4%的电子垃圾得到了妥善回收（《2020 年全球电子垃圾监测报告：数量、流量和循环经济潜力》）。这一严峻现实凸显了改善电子垃圾管理的迫切需要。随着技术的快速发展，每年都有数百万台设备（包括智能手机、笔记本电脑和工业机械）被淘汰。这种不断的技术进步周期需要高效的回收系统来减少对环境的破坏并回收宝贵的资源。

回收电子设备流程

电子设备的回收过程涉及多个阶段，每个阶段都要求精确并遵守环境标准：

1.收集和分类：

这些设备通过专门的电子垃圾回收项目收集起来，并按类型分类，例如手机、电脑或工业设备。分类确保每个类别都有合适的回收途径。

2.拆卸：

技术人员或自动化系统将设备拆解成电路板、电池、屏幕和外壳等组件。手动拆卸通常更适合复杂的设备，因为这样可以提高精度。

3.破碎后材料分离：

切碎的部件经过先进的分离技术：

- 金属

• 磁选：去除钢等黑色金属。
• 涡流分离：分离铝和铜等有色金属。

这是一种非常有效的回收方法，用于将有色金属与其他材料分选出来。该过程利用了电磁感应原理。当旋转磁场作用于运送碎废料的传送带时，它会在铝和铜等导电材料中产生涡流。这些涡流会产生磁场，这些磁场与原始磁场相反，导致有色金属被排斥并与其余废料流分离。涡流分离器在从电子垃圾、市政回收设施和废金属操作中回收材料方面特别有价值。它们提高了回收过程的效率和精度，减少了对人工分选的依赖，并最大限度地提高了材料回收率。

• 化学加工：提取黄金和钯等贵金属。这种回收方法涉及使用各种化学品从废物中提取有价值的材料。常用的化学品包括硝酸、硫酸和王水（硝酸和盐酸的混合物）等酸，用于溶解金属和氢氧化钠等碱，以分解有机化合物。过氧化氢和氯等氧化剂可改善提取过程，而 EDTA 等螯合剂可选择性地与金属结合。氰化物等有毒物质以及硫代硫酸盐等更安全的替代品可用于黄金回收。适当的废物管理和安全规程对于减轻与这些化学品相关的环境和健康风险至关重要。
   

- 塑料

• 类型分离：
  使用光学或密度分离方法将塑料按类型（例如 PET、HDPE、PVC）分离。
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  • 光学分类：近红外 (NIR) 技术可根据聚合物类型检测和分类塑料。
  • 近红外 (NIR) 技术利用可见光谱之外的光，根据材料反射或吸收光的方式识别材料。该技术广泛应用于回收利用，可根据塑料、纸张和其他材料独特的光谱特征快速准确地对其进行分类。因此，该技术提高了废物管理的效率和准确性。
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  • 浮沉分离：一些塑料漂浮在水中（例如，HDPE），而另一些塑料则下沉（例如，PET）。
• 制粒或再加工：
  • 分类后的塑料被进一步粉碎成小薄片或颗粒。
  • 他们将这些塑料熔化并重新利用，以制造新的塑料产品。

- 玻璃

• 筛选和分类：
  粉碎后，筛选机将玻璃碎片（碎玻璃）分离，以去除金属、纸张或塑料等非玻璃材料。
• 颜色分类：
  光学分类系统根据颜色（如透明、绿色、棕色）分离玻璃，以保持回收产品的质量。
• 污染物去除：

磁铁或真空系统可从玻璃碎片中去除黑色金属、有色金属、陶瓷和其他污染物。

4. 材料回收：

提取的材料经过精炼，可供再利用。

- 金属

黄金和贵金属：

• 电子垃圾回收通常侧重于回收金、银和钯等贵金属。
• 例如，黄金通常通过电解或电解沉积等电化学过程进行纯化。这些过程包括将黄金溶解在溶液中（例如氰化物或酸），然后使用电将纯金沉淀到阴极上。
• 其他方法包括王水精炼和冶炼。

其他金属

铝、铜和钢等金属通常在高温下熔化以去除杂质，然后铸成锭或其他形式以供重复使用。

- 塑料

• 清洗后的塑料要么被切碎成薄片，要么被熔化并重新加工成颗粒或小球。
• 这些颗粒有助于生产新的塑料产品，减少对原生塑料的依赖，并节约石油资源。
• 污染严重或不可回收的塑料可以通过焚烧来回收能源或通过热解转化为燃料。

- 玻璃

• 清洗玻璃以去除标签和瓶盖等杂质，然后将其粉碎成碎玻璃（小块玻璃）。
• 碎玻璃被熔化并重新制成新的玻璃制品，例如瓶子和罐子。
• 质量较差或受污染的玻璃可能会被用作建筑材料，例如道路骨料或沥青或混凝土的添加剂。

- 电子元件

• 印刷电路板 (PCB) 和其他电子元件经过热处理（焚化或热解）或化学浸出以提取金、银和铜等有价值的金属。
• 再加工厂有时会将电子产品中的塑料转化为建筑材料的填料。
• 电容器等元件中的陶瓷对回收构成挑战。这些陶瓷通常含有钡、钛或铅等金属，通常需要专门的回收工艺。与塑料不同，回收商通常不会将陶瓷重新用作建筑填料。

5. 能量回收

不可回收材料或低等级塑料有时会经过废物转化能源处理，即焚烧产生热量或电力。然而，出于环保考虑，这通常是最后的选择。

6.危险废物管理：

有毒元素按照严格的环境法规进行处理和储存，以防止污染。

回收电子设备时邻苯二甲酸盐的详细信息

• 邻苯二甲酸酯分离方法
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  • 溶剂萃取：
    在更先进的回收系统中，溶剂通过将塑料溶解在针对塑料基质的特定溶剂中来从 PVC 中提取邻苯二甲酸酯，留下邻苯二甲酸酯，然后将其去除。
  • 化学分离：
    另一种方法可能涉及酸洗等化学过程。
  • 热分离：
    对于某些系统，热解或解聚等热过程可以分解塑料并释放邻苯二甲酸酯作为挥发性化合物，然后可以将其捕获并处理。然而，当无法完全隔离时，此步骤通常是最后的手段。

• 处理邻苯二甲酸酯。分离后，邻苯二甲酸酯：
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  • 以安全形式捕获：
    如果提取或挥发，我们通常使用空气过滤器、洗涤器或其他空气净化系统捕获邻苯二甲酸酯，以防止其释放到环境中。
  • 处置或回收：
    隔离后，我们以受控方式处置邻苯二甲酸酯。我们通常采用化学方法稳定它们，使用工艺将它们转化为毒性较小的化合物，然后再处置或将它们安全地储存在专门的密封系统中。

不幸的是，这些技术通常成本高昂，并给行业带来挑战。

回收电子设备时有毒元素处理规定

以下是控制危险废物的全球规则示例：

• 《巴塞尔公约》：

规范国家之间危险废物的流动，防止发达国家将废物转移给发展中国家，并提倡无害环境的废物管理实践。

• WEEE指令（废弃电子电气设备）

然而，回收电子设备的毒性问题仍未解决。 

电子设备回收的先进技术

现代回收设施采用尖端技术来提高效率和回收率，例如：

• 湿法冶金：

该方法采用水化学从电子废料中回收金属，有效提取稀土元素。

• 火法冶金：

涉及高温处理以从电子垃圾中回收金属。虽然耗能大，但它能够从电子垃圾中回收多种材料，包括贵金属（金、银）、贱金属（铜、铝）、稀土元素、金属合金以及炉渣或热能等副产品。

• 机器人和人工智能：

用于精确分离各种材料，包括塑料、金属、电子垃圾部件（如电路板和电池）以及金、银、铜和稀土元素等贵重材料。这些系统可以根据形状、大小和成分等特征对材料进行识别和分类，有效分离有色金属、不同类型的塑料，甚至汞和铅等危险物质。此外，它们还可以区分电子垃圾中的贵重成分，减少污染并提高回收材料的整体质量。

案例研究：从智能手机中回收高价值材料

智能手机是具有巨大回收潜力的设备的典型例子，正如英国广播公司的一份报告和美国地质调查局 (USGS)发布的信息所强调的那样：

因此，回收一百万部智能手机可以回收：

回收电池：电子设备回收管理的关键组成部分

电池为大多数电子设备供电，从智能手机到电动汽车 (EV)。然而，电池处理不当会因电池中含有的有害物质而带来严重的环境和健康风险。有效的电池回收可防止环境危害并回收宝贵的资源，促进更可持续的未来。

电池类型及其回收流程

塑料：电子设备回收的关键组成部分

塑料是电子产品中必不可少的材料，可以保证耐用性和轻量化设计，但如果处理不当，则会给环境带来挑战。回收电子产品中的塑料对于可持续发展和减少技术对环境的影响至关重要。

回收电子设备的重要性

电子垃圾是全球增长最快的垃圾流之一，不当处置对环境和资源带来了重大挑战。

- 环境保护：

电子设备通常含有铅、汞和镉等化学物质。如果处理不当，这些毒素会渗入土壤和水中，造成长期的生态和健康损害。

还有一些机会，例如：

- 资源恢复：

电子产品富含金、银、钯和稀土元素等贵重材料。回收电子产品减少了对环境有害的采矿作业的需求。

- 节能：

回收铝和铜等材料所消耗的能源比开采和精炼原始资源要少得多。

例如，国际铝业协会报告称，回收铝可节省从铝土矿生产铝所需的 95% 的能源（国际铝业协会“回收铝可节省能源。”）。

电子设备回收面临的挑战

尽管技术不断进步，但仍存在一些挑战阻碍电子垃圾回收的广泛应用：

• 复杂的产品设计

现代电子产品集成了多种材料，使拆卸和材料回收变得复杂。

• 缺乏标准化

不同制造商的设计和材料使用不一致导致回收过程效率低下。

• 经济壁垒

与回收基础设施和危险废物管理相关的高成本往往会阻碍投资。

• 消费者意识

许多人不知道回收选项，或者担心在处理设备时数据安全。

加强电子设备回收利用的工程解决方案

工程师和研究人员正在开发创新解决方案来应对这些挑战：

• 生态设计：

设计电子产品时要考虑可回收性，例如采用具有易于分离组件的模块化设备，以提高可修复率。

• 生物技术方法：

微生物（例如细菌或真菌）通过分解矿石并通过生物浸出释放有价值的金属来回收金属。

• 区块链追踪：

实施区块链技术来追踪电子设备的生命周期，确保适当的回收。

全球倡议和法规

世界各国政府和组织正在制定政策促进电子垃圾回收：

• 欧盟：WEEE（废弃电子电气设备）指令规定了回收目标和生产者责任。
• 美国：环保署通过 e-Stewards 和 R2 认证等自愿计划鼓励回收利用。
• 亚洲：日本和韩国等国家已经实施了强大的回收系统，包括回收计划和先进的设施。

回收电子设备对可持续发展目标的影响

电子垃圾回收有助于实现多项联合国可持续发展目标（SDG）：

• 目标12：负责任的消费和生产。
• 目标 13：通过减少采矿业和制造业的排放来采取气候行动。
• 目标 15：防止有毒废物污染，保护陆地生物

参考联合国，“电子垃圾回收和可持续发展目标”

电子设备回收的未来趋势

新兴趋势和创新为电子垃圾回收的未来带来了希望：

• 城市采矿：

从城市电子垃圾中提取有价值的材料，减少对传统采矿的依赖。

• 循环经济模式：

鼓励在闭环系统内设计、使用和回收电子产品。

• 人工智能驱动的回收：

利用机器学习算法优化分类和恢复过程。

关于回收电子设备的结论

回收电子设备有助于解决日益严重的电子垃圾问题及其带来的环境和资源挑战。不当处置含有有害化学物质的电子产品会破坏生态系统并带来健康风险。回收可以回收有价值的材料，减少有害采矿的需求并节约能源。此外，采用生

态设计原则（例如制造具有易于分离组件的模块化设备）可提高可修复性和可回收性。通过优先考虑负责任的回收和环保设计，我们可以创造一个更可持续的未来。

目前汽车行业面临的现状

目前，汽车行业供应商提交的CAMDS或IMDS不合格。实际填报数据中有不少企业提交的数据并不真实，可能原因如下：

工程师填报不熟悉：供应商填报工程师不熟悉填报流程，导致材料分类不正确、成分填写不完整、成分质量百分比不准确。

故意填报错误：尽管供应商工程师了解填报规则，但因材料中含有法规管控物质，有意将这些物质错填或降低其质量百分比。

缺乏管控体系：供应商没有完整的有害物质管控体系，零件中的部分材料由下级供应商提交，审核工程师未严格审批数据。

要求未贯穿供应链：尽管供应商有完整的有害物质管控体系，但未将要求逐级贯穿到下级供应链，导致下级供应商提交的数据错误或不正确。

外协件问题：代理或贸易商供货的外协件没有专职工程师填报，对材料及法规不熟悉，影响数据准确性。

首次供货问题：一些企业首次为汽车行业提供产品，缺乏专职工程师填报，对材料及法规不熟悉，影响数据准确性。

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