新型电子废弃物的管理与资源化技术

新型电子废弃物的管理与资源化技术关杰环境与材料学院主要内容•传统电子废弃物–我国2000年以来，以“四机一脑”为典型代表•电视机（阴极射线管显示器）、洗衣机、电冰箱、空调机、电脑等•新型电子废弃物–我国2010年以来，以液晶显示器（LCD）和锂电池为典型代表•手机、小家电、电动汽车等2016/10/13新型电子废弃物的管理与资源化技术2新型电子废弃物的资源环境问题新型电子废弃物回收管理的特点新型电子废弃物资源化处理技术新型电子废弃物？新型电子废弃物的资源环境问题•LCD的生产与消费量迅速增加–LCD自问世以来以其所具有的能耗低、色彩好、无闪烁、轻便易携带等优点而迅速成为市场热点，并逐渐取代传统的阴极射线管而广泛应用于电脑、电视、手机、数码相机、仪器仪表等各类显示设备中，成为显示器市场的主导产品•市场调查数据显示–2013年全球大尺寸（9寸以上）TFT-LCD液晶面板总体出货量达到6.97亿片，2015年达8.52亿片–中国自20世纪90年代末介入LCD产业以来，经过十多年的发展，已成为全球最大的LCD销售区•市场调研机构DIGITIMESResearch预估–2016年中国大陆大尺寸TFT-LCD液晶面板产能可能占全球产能比重达21%，中小尺寸TFT-LCD面板产能市场占率会更高、估计达35.7%–中国整体TFT-LCD液晶面板产能占全球比重可能将由2011年的6.5%、迅速增加至2016年的23.7%2016/10/13新型电子废弃物的管理与资源化技术3•锂电池生产和消费出现供不应求–锂电池作为新型的绿色电池，具有工作电压高、体积小、质量轻、比能量高、循环寿命长等优点，一经问世便在移动电话、笔记本电脑、数码产品等领域得到了广泛应用。–近年来电动汽车的兴起更是推动锂电池产业的快速发展。–我国是全球最大的锂电池生产、消费和出口国。–2012年锂电池产量约40亿只，占全球产量的三分之二以上，2014年产量突破了54亿只。2016/10/13新型电子废弃物的管理与资源化技术4年份201120122013201420152016便携式设备用锂电池（亿Wh）291341402467543628电动汽车用锂电池（亿Wh）21314683146236储能用锂电池（亿Wh）41016416786锂电池总产量（亿Wh）316382465591756950全球锂离子电池及原材料需求•LCD和锂电池的资源环境问题逐渐显现–LCD和锂电池均为电子消耗品，其使用寿命随着产品更新换代速度的加快而逐渐缩短•对于LCD，如果电脑使用寿命按4-5年，手机按2-3年，液晶电视按8-10年计算，其平均使用寿命约3-5年•锂电池使用寿命更短，约2-3年•在我国，数量庞大的LCD和锂电池已经或即将进入报废期，并面临着严峻的回收及处理问题–LCD和锂电池含有汞、铟、镉、钴、液晶、砷、PBDE、PBB和有机电解质等多种有毒、有害物质–废弃的LCD和锂电池，如处理处置不当易对环境造成污染，进而威胁人类健康–废LCD和锂电池中所含有的金、银、铟、钴、锂、锡、铜、锌等金属及塑料、玻璃基板和石墨等材料均具有显著的资源化利用价值•基于LCD和锂电池结构特点与组成材料性质，采用科学有效的方法对废弃LCD和锂电池进行精准拆解分离，对其中有害成分进行的分类处理，对有价组分进行资源化利用，不仅具有环境效益，同时具有显著的社会经济效益2016/10/13新型电子废弃物的管理与资源化技术5新型电子废弃物回收管理的特点•新型电子废物回收管理的基础和条件更好–2009-2012年6月，国家付费的“以旧换新”建立了废旧家电的定点回收与定点环保处置–2012年7月以来，中国环保部牵头以“四机一脑”5种家电为代表实施生产者延伸责任制度，实施《废旧电器电子产品处理基金征收使用管理办法》–出现了家电回收的系统或网络，培育了一批具备废旧家电拆解回收能力的企业2016/10/13新型电子废弃物的管理与资源化技术6社区回收1.0社区回收2.0社区回收3.0社区回收4.02011年“鸡毛城”以物换物模式的电子废弃物回收线上平台2012-14年以物换物的回收模式配合环保教育进入学校、社区2014-15年以微信和400电话为纽带；代理门店和物流车辆为载体的O2O回收；真正解决门到门的服务目前以电子派单系统为核心，以微信平台、APP、400电话共同构建的信息流；以实体代理门店、社区环保志愿者、学校、公益团体、物流车辆共同构建的逆向物流体系；现金支付、以物换物等多种支付手段共同构建的资金流。•新型电子废弃物的回收管理系统更复杂–电子废弃物的回收管理的政策法规和网络系统待进一步完善–手机回收管理系统待进一步完善，包括信息安全问题–手机锂电池需要专门处理，汽车锂电池存在梯级利用和安全问题–废液晶显示屏回收利用的效益提升和产业链待进一步健全•废锂离子电池和废LCD回收管理的新趋势–从锂离子电池销售，使用及维护网点体系着手，借助互联网和大数据分析，建立废锂离子电池回收的信息平台、商业模式和物流仓储系统，并顺应社会发展需求，协助政府建立相应回收管理体系和规范，使之具有重要的商业价值和环境、社会效应–建立规模化废LCD回收与处理的产业链，借助互联网和大数据分析，建立废锂离子电池回收的信息平台、商业模式和物流仓储系统，并顺应社会发展需求，协助政府建立相应回收管理体系和规范，实现废LCD高值化回收的技术突破2016/10/13新型电子废弃物的管理与资源化技术7新型电子废弃物资源化处理技术•废锂电池资源化处理技术的探索与发展–研发规模化废锂电池回收处理工艺与设备•安全、先进的废锂电池拆解的成套分离技术与装备，分离拆解部件的深度分离与高价值资源化，以及部分材料或零部件的及时修复与再利用。•相应的标准体系建设与工程示范也是工艺技术与产业化生产获得商业价值先机和引领的关键。–基于锂电池全生命周期的绿色设计与制造•作为锂电池的制造厂商，锂电池设计制造时就考虑其报废回收后的逆向拆解、检测、修复和再利用问题，并开发相应的工艺技术，可能是锂电池研发、服务和资源化利用最佳途径。2016/10/13新型电子废弃物的管理与资源化技术8废锂电池放电拆解压实包装石墨碳粉电池正极电池负极高纯铝高纯铜钴酸锂粉结构重整电池外壳电池隔膜分离富集压实包装压实包装分离富集压实包装压实包装晶体结构重整修复石墨烯材料2016/10/13新型电子废弃物的管理与资源化技术9•废LCD资源化处理技术的探索与发展–研发拆解工艺与装备，实现废LCD外壳、显示面板、薄膜集、背光灯模块、印刷线路板等组件，及其所含元器件的安全、精准且高效的拆解分离–开展拆解后电子元器件性能分析检测研究，形成技术流程、测试标准、操作规范，实现可用电子元器件的拣选回用–对废LCD中的液晶进行降解，形成废液晶水热无害化处理技术工艺–对废LCD显示面板中附着于玻璃表面的偏光片进行水热转化，形成偏光片有机物水热转化产有机酸资源化及其与玻璃高效分离2016/10/13新型电子废弃物的管理与资源化技术10对脱除偏光片有机物的显示器玻璃进行金属铟的浸提，实现贵金属铟的分离回收以浸提金属铟后的显示器玻璃为基础材料，实现玻璃用作建筑材料的资源化利用总结2016/10/13新型电子废弃物的管理与资源化技术11谢谢！2016/10/13新型电子废弃物的管理与资源化技术12