電子廢棄物中所含豐富的金、銀、鉑、鈀等稀貴金屬資源,回收其中的稀貴金屬不但可化解電子廢棄物的環境污染等難題,還可造成相當可觀的效益。 具體來說電子廢棄物中稀貴金屬的回收,責任編輯系統化介紹了電子廢棄物中稀貴金屬的回收方式和操作過程,全面跟蹤了電子廢棄物中稀貴金屬回收核心技術的經濟發展現況和毒理,分析了各種電子廢棄物中稀貴金屬回收方式的缺點、存有的難題,并提出了化解方式,展望未來了電子廢棄物中稀貴金屬回收核心技術經濟發展的路徑。 目前,火法機械制造和氧化鋁機械制造回收核心技術是回收電子廢棄物中稀貴金屬的非主流核心技術。 生物機械制造回收核心技術會逐漸成熟,在未來其可能會規模化應用作電子廢棄物中稀貴金屬的回收領域。 超臨界流體回收核心技術最后可能會作為一類輔助回收核心技術而存有。
電子廢棄物又稱電子廢棄物,其來源于廢棄智能手機、計算機、打印機、洗衣機、空調、烤箱、咖啡機、吸塵器、顯像管等各類電子、電氣電子設備和儀表的電子元器件。 電子廢棄物主要就包括:鉭電容器回收(TCs)、鋰離子電池(LIBs)、發光二極管(LEDs)、液晶顯示器 ( LCDs) 和印刷電路板 ( PCBs) 等類型。 據統計2019 年亞洲造成的電子廢棄物達 5 360 萬 t,其中中國是最大的電子廢棄物造成國,占比接近 27%。 如若任由電子廢棄物繼續擴張,預計到 2030 年亞洲每年造成的電子廢棄物將會后跌至7 400萬 t。 電子廢棄物中因所含大批重金屬、多聯氯苯、塑膠、鹵素阻燃劑等有毒化學物質而被《巴塞爾條約》列為危險物品,這些有毒化學物質如不妥善處置,將會環境污染周圍土壤、水體和大氣自然環境,引起生態災難,最后威脅人類的身體健康和生命安全。 據估計,電子廢棄物中約所含 48%的鐵(Fe)、21%的塑膠、7%的銅(Cu)和 6%的金(Au)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、銀(Ag)、鋰(Li)、鉭( Ta)及稀土等稀貴金屬[1?4]。 表 1 為三種常見電子廢棄物中的金屬成分,據估計,1 t 廢智能手機、廢計算機和廢電視中金屬的商業價值分別為 23 000 英鎊、16 900 英鎊和2 300英鎊,而電子廢棄物中稀貴金屬的商業價值占金屬總商業價值的絕大部分[5]。 據估計在中國、北美和歐洲的回收工廠回收1 t智能手機和計算機廢棄物中金屬的最后利潤分別為 1.56×105~ 1.75×105 人民幣、1.93×104~3.32×104 英鎊和 1.81×104~2.57×104 歐元[6]。 因而,從電子廢棄物中回收稀貴金屬不但可以減少電子廢棄物對自然環境的環境污染,還可獲得相當可觀的效益。 電子廢棄物潛藏著巨大的經濟商業價值,作為二次資源其稀貴金屬的濃度遠高于原礦中稀貴金屬的濃度,電子廢棄物回收的相當可觀利潤,驅動著回收市場規模的不斷擴大。
據最新估計,亞洲電子廢棄物回收的市場規模從 2020 年的 94 億英鎊將會后跌至2025 年的 118 億英鎊[2]。 具體來說電子廢棄物中稀貴金屬的回收核心技術,責任編輯系統化介紹了電子廢棄物中稀貴金屬的回收方式和操作過程;全面跟蹤了電子廢棄物中稀貴金屬回收核心技術的經濟發展現況和毒理;分析了各種電子廢棄物稀貴金屬回收方式的缺點、存有的難題,并提出了化解方式;展望未來了電子廢棄物稀貴金屬回收核心技術經濟發展的路徑。氧化鋁機械制造回收稀貴金屬核心技術氧化鋁機械制造回收稀貴金屬核心技術是將預處置后的電子廢棄物金屬富集體置于乙酸、鈰、氰化鉀、丙酮、吡啶硫等水溶性介質中,通過熔化或化學反應將稀貴金屬轉入膠體,再通過吸附、萃取、沉淀、離子交換和電解等手段對膠體中的稀貴金屬展開富集和分離,使稀貴金屬以金屬或化合物的形式加以回收炭黑
根據所用炭黑劑的不同,電子廢棄物中稀貴金屬的炭黑方式主要就有乙酸法、鈰法、氰化法、丙酮法、吡啶硫法和乙炔法等乙酸法主要就用作電子廢棄物中 Ag、Pd 的炭黑,乙酸法操作直觀,熔化速度較快,成為電子廢棄物中 Ag、Pd 炭黑的常用方式四大。鈰法是應用領域較廣為的電子廢棄物中稀貴金屬的炭黑方式。 鈰法主要就用作電子廢棄物中 Au、Pt、Pd 的炭黑,鈰法具備操作直觀靈活、炭黑率高、炭黑速度快、成本低下缺點,但因鈰易燃強、氧化性強,需要特質的不銹鋼橡膠襯里電子設備才能展開炭黑,對電子設備要求高,且炭黑操作過程會釋放有毒氣體,需要電子設備嚴格的保護措施,因而限制了鈰法在電子廢棄物稀貴金屬炭黑中的實際應用領域。
氰化法是目前應用領域最廣為的電子廢棄物中稀貴金屬的炭黑方式,氰化法可用作 Au、Ag、Pt、Pd、Rh 等稀貴金屬的炭黑,氰化法具備方式直觀、無易燃、炭黑率高、動力性高等缺點,但氰化鉀毒性大,炭黑速度較快,炭黑煤焦油較難處置。丙酮法可用作電子廢棄物中 Au、Ag 的炭黑,其對稀貴金屬的炭黑具備高特異性、易揮發、高炭黑率、環境污染小等缺點,是一類極具商業采用潛力的浸金方式。 但丙酮化學性質不穩定且具備致癌作用,電子廢棄物中大批 Cu 的存有會加重丙酮水解的程度,丙酮浸金成熟度不如氰化法浸金。 丙酮在堿性溶液中易水解,且分離出金屬相對困難,因而丙酮浸金通常在堿性自然環境下展開。 在丙酮浸金體系中加入 Fe3+ 有利于 Au、Ag 的炭黑。
吡啶硫法具備高特異性、無毒性、低易燃、環境污染小、價格便宜等缺點,是一類較有前景的炭黑電子廢棄物中 Au、Ag 等稀貴金屬的方式,由于在堿性自然環境下,吡啶硫難水解,因而吡啶硫對稀貴金屬的炭黑通常是在堿性自然環境下展開的。 但在用 O2 作氧化劑的堿性自然環境下的吡啶硫炭黑電子廢棄物中稀貴金屬的速度比較快。 為了提升稀貴金屬的炭黑速度,向硫化硫中加入 Cu2+和氨可提升 Au 等稀貴金屬的炭黑速度。 雖說吡啶硫法是一類環友好的炭黑方式,然而其卻存有藥劑消耗量大,炭黑速度較快,動力性不高,效率較高以及炭黑液中金等貴金屬的回收較為困難等缺點。
乙炔法具備炭黑率高、對金的特異性高、pH 適用范圍廣、無毒無易燃且難再生等缺點,特別是碘化法雖動力性不如氰化法,但比氰化法更加環保,是一類很有前途的稀貴金屬炭黑方式。氧化鋁機械制造稀貴金屬回收核心技術可獲得高品位、高利用率的Au、Ag 等貴金屬,對 Cu、Zn 等有色的利用率也較高,具備能源消耗低、電子設備直觀、投資低、處置費用低、實際操作難、有毒有毒氣體排放低下缺點,因而被廣為用作電子廢棄物中稀貴金屬的回收。 但是氧化鋁機械制造回收核心技術也存有一些不足,例如:氧化鋁機械制造回收稀貴金屬操作過程中會采用大批有易燃、有毒的炭黑液;炭黑煤焦油和沉淀物的后續處置難度大;炭黑液只能作用在物料表面,對電子廢棄物內部的稀貴金屬炭黑率低下難題。 因而,氧化鋁機械制造回收核心技術在實際應用領域中還有一些難題亟待化解,仍然存有一定的改進空間。 氧化鋁機械制造回收核心技術的改進路徑為減少炭黑液的采用量,提升炭黑液的利用率,合理妥善地處置炭黑煤焦油及沉淀物,減小環境污染。
目前,氧化鋁機械制造核心技術已成為采用頻率較高的電子廢棄物中稀貴金屬回收的非主流核心技術四大。氧化鋁機械制造由于對 Au、Ag 等貴金屬利用率高,對 Cu、Zn 等有色的利用率也較高,具備能源消耗低、電子設備直觀、投資低、處置費用低、實際操作難、有毒有毒氣體排放低下缺點,其在今后和未來會作為電子廢棄物中稀貴金屬回收的非主流核心技術四大而存有。
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