正文 7.2 歐盟、日本電器電子行業現狀(2 / 3)

(3)房間空調器處理工序由於房間空調器室外機裝在室外,因此,與其他家電產品相比,灰塵附著較多。為此,拆卸前在除塵室中除塵。其後抽出氟裏昂,回收熱交換器等價值高的零件、含有環境風險物質的印刷電路板、製冷劑氟裏昂、冷凍機油等,以及回收對破碎分選工序產生不良影響的部件,諸如壓縮機、電容器等,然後,投入破碎分選工序中。對於室內機,回收作為塑料材料再生利用對象的橫流風扇。

(4)電視機處理工序電冰箱、洗衣機、房間空調器在位於日本千葉縣的超級再生利用係統(HCS)工廠中處理。而電視機主要在位於京都的HCS分廠中處理。

從貨櫃取出電視機後,拆下後蓋,使用專用裝置除塵。然後,回收含有環境風險物質的印刷電路板,值錢的偏轉線圈,揚聲器等,卸下陰極射線管。卸下陰極射線管電子槍,清除表麵異物後,再次作為陰極射線管原料。

7.2.2.2.1.2破碎分選工序

在手工拆卸工序中被回收的零件之外的東西,送到破碎分選工序中。

手工拆卸後的殼體類,使用立式衝擊式破碎機進行破碎。這種破碎機具有易於調節破碎物粒度的功能,在考慮投入的廢舊產品特性,原料複合度,回收料要求的品位及處理能力等之後,選擇最佳值。

通常,當破碎物的粒度小時,原料的分離度高,可以回收純度高的原料,但是,單位時間的破碎量(處理能力)降低,耗能增加。當處理的是家電產品時,經過調整,破碎物粒度約在10~80mm範圍內。

使用衝擊式破碎機,在分離單一原料的混合碎片中,破碎產生的粉塵、紙片和薄片纏繞在碎片上,由於含有可能對分選產生不良影響的輕物質,因此,可使用風力分選機將其去除。此後,使用吊掛式磁力分選機將粒度較大的鐵片分離回收。殘餘物主要是銅、鋁等非鐵金屬和塑料的混合物。

使用渦電流分選機分離回收非鐵金屬。為了提高渦電流分選機的分離分選精度,需要盡量把粒度和形狀一致化,產生均勻的相斥力,因此,使用稱為轉筒篩的分級裝置預先分級為粗粒、中粒、細粒三種粒度。為此,備有能很好地分開每種粒度的3台渦電流分選機。分離非鐵金屬後,剩下少量鐵和非磁性的不鏽鋼,使用風力分選機和磁力分選機進一步分離後,主要就是塑料殘留物了(以下稱為混合塑料)。

對於電冰箱處理工序,為了回收隔熱材料中的氟裏昂,使用專用的立式衝擊式破碎機進行破碎。通過破碎被分離為單體的聚氨酯泡沫,用風力分選機回收,然後用粉碎機磨碎。從破碎機到粉碎機采用封閉結構,破碎和粉碎時從聚氨酯泡沫中釋放出的氟裏昂,不得排入大氣,而是吸附到活性炭過濾器中。被吸附在活性炭中的隔熱材料氟裏昂,用水蒸氣加熱脫附(解吸)後,用水冷卻,呈液態被回收。

被微粉碎後的聚氨酯,其假密度很小,處理和運輸不便,因此,用壓縮機壓成圓盤狀。

日本西日本家電再生利用廠(簡稱NKRC)4種廢家電的再生利用工序。處理係統基本由手工拆解、機械破碎、分選裝置構成,以便回收陰極射線管電視機玻璃及其他廢舊家電的金屬和其他材料。

7.2.2.2.2個人電腦的處理工藝[17]

如上所述,日本在2001年4月實施的《促進資源有效利用法》中,個人電腦為指定再資源化的產品,由個人電腦生產商自行進行回收和再資源化。

首先,用手工拆卸方式把個人電腦分選為殼體、底架、印刷電路板、組合零件類、電纜類、塑料類、玻璃類、熒光燈、電池等零件,其中,可以再使用的零件酌情進行再使用,其他零件按再生利用流程進行材料再生利用。

7.2.2.2.2.1可以再使用(Reuse)的零件類

可以再使用的零件類,希望進行有效利用。但是,把取出的零件裝到新產品上,由於性能不同以及質量保證問題,困難很多。

零件再使用,通常大多在維修時使用,特別是零件停止生產的老機型維修中能夠有效地使用。同時也能夠比用新品零件進行維修降低成本。作為維修用的零件,在個人電腦中,有母插件、組合零件類(硬盤驅動器、軟盤驅動器、CD-ROM驅動器、電源),LCD麵板等被使用。

通常維修零件進行再使用時,由維修公司進行檢查,並酌情予以修理和抹掉數據進行再使用。對於不能修理的零件,進行材料再生利用。

7.2.2.2.2.2殼體、底架

殼體、底架的材質基本上是鐵的。拆卸下來的殼體、底架拿到電爐廠(鐵再生公司)投到電爐中煉鋼。電爐廠中鐵的再生率約95%(質量分數),這是由於有油漆和不純物存在之故。

7.2.2.2.2.3印刷電路板

印刷電路板中含有銅及微量金、銀等貴金屬。通常,其再生利用是采用在金屬冶煉礦山公司中,通過冶煉,提取所含金屬的方法。印刷電路板經過破碎、焙燒後,在冶煉中熔煉,或者通過電氣精煉等,冶煉出金屬類。

其他方麵,也正在研究取出印刷電路板上的電子零件類進行再使用的方法,但是,從再使用零件的可靠性及需要質量保證的困難度考慮,不太容易實施。

7.2.2.2.2.4組合零件類

對於組合零件類,用手工拆卸,或者用機械進行破碎、分選(磁力、渦電流),分選出鐵、非鐵金屬類。手工拆卸拆得越細,再生利用率越高,通過與操作工時的平衡,調整手工拆卸的等級。

用機械進行破碎、分選處理時,也要視設備及材料構成,在70%~90%範圍內分選鐵和非鐵金屬。

對於硬盤驅動器,由於存在信息泄露的問題,因此,當從個人電腦本體取出時,用鑽孔器打孔,或用錘子實施一次性破壞,采取物理方式使之不能讀取數據的措施。

7.2.2.2.2.5電纜類

電纜芯線用銅,外部被覆用樹脂製作而成。電纜的再生利用方法通常采用相對於軸向呈直角仔細進行裁斷,用浮力或風力把銅線和被覆物分離的方法。分離出來的銅在金屬冶煉礦山中作為銅被精煉。被覆物多為聚氯乙烯,由於純度和顏色的關係,難於進行材料再生利用,通常被焚燒或進行熱再生利用,或被填埋處置。

7.2.2.2.2.6塑料類

塑料的再生利用分為材料再生利用,化學再生利用,熱再生利用。

材料再生利用有把被再生利用的材料用到同樣產品(個人電腦→個人電腦)上的“封閉再生利用”,以及完全用到別的產品上的“開放式再生利用(串聯再生利用)”個人電腦上使用的塑料中,最近通過材料名稱標識及廢除嵌入金屬等,正在變得易於進行材料再生利用,但是,需要進行塑料材料種類、顏色的篩選以及去除異物等。“封閉再生利用”時,還要考慮由於材料劣化導致強度降低的問題。

化學再生利用有作為高爐還原劑及水泥原燃料等使用的情況,以及通過油化、氣化作為燃料使用的情況。

熱再生利用有把塑料焚燒時產生的熱能轉換成電能等的利用能的方法。

哪種情況從環境、成本方麵評價也都是有利有弊,要根據今後技術開發的動向,選擇最適宜的方法。

7.2.2.2.2.7玻璃類

在個人電腦上使用玻璃的部分主要是CRT顯示器的陰極射線管玻璃及LCD顯示器的液晶麵板玻璃。

陰極射線管玻璃主要在玻璃製造廠再次作為陰極射線管玻璃進行再利用。回收回來的陰極射線管,分離開屏玻璃和錐玻璃,破碎到適宜的尺寸後,通過熔融、成分調整、成形,作為陰極射線管進行再生。

液晶麵板玻璃像陰極射線管玻璃那樣再用到液晶麵板上的情況,由於品質等關係比較困難,把從廢舊產品上分離出來的液晶麵板玻璃進行再使用的情況不便於實施。因此,目前用高溫將液晶麵板玻璃熔融後,作為熔渣,在路基等材料上使用,也有進行填埋處置的情況。

7.2.2.2.2.8熒光燈

LCD顯示器的光源使用熒光燈。

熒光燈由水銀回收人員分離為水銀、玻璃、金屬部分,作為各自的材料進行再使用。最近也正在製作無水銀熒光燈。

7.2.2.2.2.9電池

個人電腦上使用的電池有,筆記本個人電腦上使用充電式電池(鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池),以及定時器使用的鋰電池。

充電式電池由於促進資源有效利用法的實施,賦予電池製造商及機器製造商回收、再資源化的義務,與此相應,在財團法人電池工業會及電池、機器製造商中設立了實施機構,在小型二次電池再資源化推進中心中,主要被回收、再資源化。回收回來的電池經過破碎、焙燒、蒸餾、熔融處理等,分離出鎳、鐵、鎘、鈷、銅等,作為材料再使用。

7.2.2.2.3提高電器電子再生利用率、再資源化率的技術措施

7.2.2.2.3.1加大塑料件再商品化的力度

7.2.2.2.3.1.1電冰箱塑料再生利用

塑料與金屬和玻璃相比,具有質量輕、便宜、美觀等優點,雖然它占家電產品總質量的30%左右,但卻沒有很好地再生利用。為了提高家電產品的再商品化率,開發塑料的再生利用技術勢在必行。

按照家電產品塑料再生利用技術的難易程度,從低到高,將塑料再生利用的技術等級分為4級。

1級是用手工拆卸,已知塑料種類,幾乎沒有異物的塑料零件,目前僅限於與辦公器具有關的塑料件,而在家電產品中很少。

2級是用手工拆卸,用簡單的方法即能判斷塑料種類(例如用敲打發出的聲音判斷電冰箱果菜盒是PP還是PS),去除異物的再生利用技術。

3級是對於手工拆卸回收回來的零件逐個判斷,分析出塑料種類後,進行再生利用的技術。

在1級到3級的手工拆卸工序中,沒有回收回來的塑料與金屬類一起,送到破碎機中破碎,金屬類被回收後,剩下的是混合塑料。

4級是對上述混合塑料進行自動分選的再生利用技術。

在家電產品中,適合采用2級再生利用技術的塑料零件有電冰箱果菜盒等,但是,在日本三菱電機公司運營的超級再生利用係統(HCS)中,以手工拆卸方式產生的、能夠用2級再生利用技術再生的塑料,每年約有1kt,而以4級再生利用技術為對象的混合塑料回收量每年高達7kt。

(1)2級再生利用事例

①電冰箱果菜盒。電冰箱果菜盒容易拿下來,它幾乎都用聚丙烯(PP)製成。一部分用聚苯乙烯做的果菜盒,通過敲打發出的聲音,即可分辨出來,作為異物去除。PP製作的果菜盒經過去除異物、破碎、洗淨、改性、再造粒,100%再生利用為房間空調器室外機裝飾麵板。

②電冰箱隔熱層聚氨酯(PUR)泡沫的化學再生利用。

酯化學再生利用流程。分解劑使用二甘醇(DEG)和二乙醇胺(DEA),在氮氣流內把50g廢PUR加入到100g加熱了的分解劑中,並添加質量分數0.5%的催化劑BaO,在180℃下使之反應。反應後,除去沉澱,得到再生利用液。將質量分數10%的再生利用液加入到多元醇原料中,製作成聚氨酯原料。物性評價表明,其隔熱性(導熱係數)、機械強度(壓縮強度)良好,且其分解時間比以往的胺分解時間節省2/3左右,因此,預計化學再生利用的聚氨酯能夠在電冰箱上使用。

③洗衣機水桶。洗衣機水桶用高剛性的聚丙烯製成,是優質再生原料。使用專用設備切斷與洗衣桶下部連接的減速機構等,回收回來的洗衣機桶經過破碎、洗淨、改性、再造粒,再生利用為洗衣機底座。

④房間空調器室內機橫流風扇。房間空調器室內機橫流風扇使用玻璃纖維增強的AS樹脂(稱為ASG)。ASG中含有大量玻璃,對破碎機磨損明顯,因此采用專用的特殊破碎機進行破碎。破碎品經過洗淨、除去金屬、粉碎成顆粒狀,再與原料ASG顆粒混合,成為再生利用的ASG顆粒,再生利用為橫流風扇。

(2)4級再生利用技術。日本三菱電機公司與HCS一起,開發了微破碎技術。

微破碎工序是為了實現主成分為塑料的家電破碎垃圾的有效利用。在大約為50mm的家電破碎垃圾中,含有被覆電線及小的金屬片。使用高磁力分選機,從破碎垃圾中除去不鏽鋼等硬金屬類,再次進行破碎處理,破碎到8mm左右。破碎物用振動篩整粒後,按各自的粒度進行幹式比重分選、靜電分選、得到銅線等金屬類在0.1%以下,氯類在0.1%以下的高品位混合塑料。

在此工序中,用濕式比重分選,分選回收相對密度小於1.0的PP。混合塑料的分選工序用這種在水中沉浮的方法,可以實現99%以上PP的高純度分選回收。分選出來的PP,洗淨脫水後,除去橡膠等異物,經過混合調質,擠出造粒,得到再生利用的PP粒料。

濕式比重分選還分選回收相對密度1.0~1.1的ABS和PS苯乙烯係列的混合樹脂,除去PE(聚乙烯)、PA(尼龍)等工程塑料和含有阻燃劑的相對密度大於1.1的塑料。

由於ABS和PS相對密度差小,難於進行比重分選,因此,開發了利用兩種樹脂摩擦帶電時極性不同進行分選的靜電分選技術。ABS/PS靜電分選的原理是,ABS/PS混合塑料在作旋轉運動的、材質為ABS的圓桶狀帶電裝置內被攪拌,進行摩擦帶電。

在ABS和PS混合塑料中,ABS帶正(+)電,PS帶負(-)電。帶電後的ABS和PS,在電極間下落時,

經過一級靜電分選和二級靜電分選後ABS、PS的純度和回收率。二級分選後ABS純度最好的達到99.2%,PS達到94.7%。但是,如果要保證90%以上的回收率時,則ABS、PS純度均降到90%左右。要想做到高純度、高回收率,需要加大ABS和PS的帶電量。

7.2.2.2.3.1.2個人電腦塑料再生利用

2004年日本國內個人電腦的出廠台數超過1200萬台。為了進行廢個人電腦塑料的再生利用,日本IBM藤澤再生利用中心建立了塑料閉環再生利用係統,即把回收回來的廢塑料製成再生塑料,再在本公司內使用的係統。

經過再生的PC/ABS塑料在本公司筆記本電腦的部分小零件上使用。此外,回收回來的CRT顯示器的ABS外殼經過粉碎、洗淨、造粒後,生產出再生率100%的再生ABS材料,用它製作成公司內使用的垃圾箱、雙色圓珠筆、單色圓珠筆(紅、黑),自動鉛筆筆芯更換盒等,價格與用ABS新料製作的同種產品相同。

另外,日本用廢塑料構件材料進行“夾層成形”,也是一種很好的再生利用方式。夾層成形的芯材使用再生塑料,麵材使用塑料原材料,這樣既可以保證成形件的強度,又能避免再生塑料中的灰塵、異物等顯露出來,影響商品的價值。夾層成形技術已經在日本一些公司的產品上使用。

7.2.2.2.3.2開拓材料再生利用的新途徑

7.2.2.2.3.2.1電冰箱隔熱層聚氨酯材料的再生利用[22]

利用電冰箱發泡工序泄漏的聚氨酯,粉碎加工成一定粒度,作為灰漿原料使用。

試驗表明,灰漿砂的保釘力、彎曲強度、抗壓強度、吸水量、導熱係數等性能完全符合相關標準的規定。

該灰漿砂作為屋頂襯底材料的灰漿原料,可以防止結露,節能,它還可以用釘子釘,具有隔熱性能好,質量輕等優良的特性。

7.2.2.2.3.2.2電腦顯示器、電視機陰極射管管屏、管錐磨料的再生利用[23]

為了進行陰極射線管再生利用,需將管屏、管錐分開,分別進行破碎、幹式洗淨,以除去殘留的異物。在幹洗過程中,產生了大量含有很多異物的玻璃渣。

通過用熔化窯對玻璃渣再生利用,可以降低處理費用,再商品化率提高4%左右。

7.2.2.2.3.2.3研製LCD電子產品材料再生利用技術[24]

2005年日本生產液晶電視機385萬台,筆記本電腦680萬台,個人電腦用液晶顯示器586萬台,呈明顯上升趨勢。

如上所述,日本在2001年4月實施的家電再商品化法中沒有把液晶電視機作為再商品化的對象產品。但是,2008年日本修訂家電再商品化法,LCD電視機作為家電再商品化法的對象產品,要求產品製造商按該法列出的數值目標實施再生利用。由於麵板玻璃約占LCD電視機總質量的8%左右,塑料類約占LCD電視機總質量的40%左右,因此,要達到LCD電視機再生利用率的目標值,必須對它們進行再生利用。此外,在LCD產品製造中,使用稀有元素銦。根據獨立行政法人、石油天然氣、金屬礦物資源機構(JOGMEC)的調查,地球上銦的可采儲量為5700t,而2004年日本銦的消費量為491t,可以說是擔心耗竭的資源。因此,從報廢的LCD模塊中回收銦,至關重要。

隨著LCD電視機再生利用技術的開發,必將進一步提高筆記本個人電腦、液晶顯示器的再資源化率。

(1)麵板玻璃的再生利用。再生利用技術包括麵板玻璃的拆封技術,去除麵板玻璃上電路、濾光片的技術。①麵板玻璃拆封:LCD模塊是把兩塊麵板玻璃用密封劑固定在一起,在其內側附著液晶、電極、濾光片等。為了除去內側的附著物,需將連接拆封。為此,研製了進行加熱、蒸發、分解密封劑的技術。②去除麵板玻璃上的電路、濾光片。為了把麵板玻璃進行封閉再生利用,需要以低成本去除電路、濾光片等不純物。為此,研究了用酸和溶劑等溶解去除以及用刷子拋光等機械式去除的方法等。目前,LCD麵板玻璃可以作為非鐵精煉爐矽石的替代材料使用。

(2)塑料類的封閉再生利用。塑料的材質不同,顏色和添加劑等的等級不同,如果能把同一種塑料集中起來,即可在技術上實現材料再生利用。為此,開發了塑料材質等的識別技術。

(3)銦的分離技術。①從LCD麵板玻璃上分離ITO膜:銦作為ITO膜附著在麵板玻璃上,因此,需研製低成本將其有效分離的技術。②銦的提取:日本開發了使用能夠吸附銦的陰離子交換樹脂進行銦的再生利用方法。銦的吸附機理是,銦在鹽酸為主成分的溶液中,具有由銦和氯化物離子構成的陰離子特性,形成銦、氯異常體。當把含銦的鹽酸溶液與陰離子交換樹脂接觸時,銦被吸附在樹脂上。然後,把吸附了銦的陰離子交換樹脂與水接觸,由於溶液中氯化物離子濃度低,因此,配位子就從氯化物離子置換到水分子中,形成銦、水係、氯異常體而陽離子化。陽離子化的銦因與陰離子交換樹脂的吸附力降低而脫離。