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電子廢棄物是世界上增長最快的垃圾，在未來5-10年的年增量估計為25％左右。一方面，電子廢棄物中含有大量可利用的鋁、鐵等金屬及金、銀、鉑等貴金屬和玻璃、塑料等材料，具有很高的回收價值。電子廢棄物組成見表1。另一方面，電子廢棄物中含有重金屬和其它有害、有毒成分，如鉛、汞、鎘、多氯聯苯等。若隨意丟棄、堆放或不合理處理，會嚴重污染環境和危害人身健康_3J。因此，如何使電子廢棄物無害化和資源化成為環境工程領域研究的重要課題。在此通過分析電子廢棄物的主要特點及與分選相關的性質，詳細介紹物理分選的研究現狀及發展方向。
表1電子廢棄物組成％
1電子廢棄物分類收集及合理拆解
電子廢棄物的組成多樣，成分復雜。如計算機制造使用了40多種塑料，多塊電路板和多種電子元器件，如變壓器、電池、電容、晶體管、集成電路、芯片、電阻等。印刷線路板的成分見表2，正確界定電子廢棄物，區分設備的機械部件和電子部件，合理拆分設備和器物的箱體、殼體、機械零部件，做到電子廢棄物分類收集和合理拆解，分撿電容器、電池、電纜、塑料、印刷線路板、陰極射線管、金屬構件，對可能引起爆炸的元器件，含有鉛、汞、鎘等有害物質的元器件進行單獨處理。這樣不僅能實現減容減重，初步富集有價物質，還可以提高后續處理工藝的效率，簡化處理流程，減少污染和處理成本。
表2印刷電路板成分％
電子廢棄物自動拆解技術是上世紀研究開發的熱點。半自動拆解生產線已有工業應用的報道l4I，如浴洗或熱空氣加熱等方法熔化焊錫，再用真空夾或機器人拆除線路板元器件。利用紅外加熱和垂直和水平方向的沖擊力，結合表面剝蝕技術，使元件脫落和焊料脫焊。不同金屬在印刷電路板中的分布粒度是不同的。電路板中銅箔的厚度為幾微米到十幾微米，寬度為幾微米至1mm不等，銅箔通過膠粘劑與基板粘接；電路板上插槽中的金屬多以鋁為主，集成電路中框架材料和外引線材料多在毫米級，而內引線則為微米級。大部分金屬的粒徑在0.074mm以上，這為采用傳統的物理分選富集金屬提供了可能。
金屬與非金屬之間、金屬與金屬之間的結合主要通過膠接、焊接等方式，利用硬度差別和結合不牢的特性進行選擇性破碎，使金屬與非金屬解離。破碎產品粒度的選擇以金屬與非金屬的基本解離為依據，通過調節篩網的網孔控制。常用的破碎設備主要有錘碎機、錘磨機、切碎機和旋轉破碎機等。根據物料的物理特性選擇破碎設備、流程和合理的破碎產晶粒度，可提高破碎效率，減少過粉碎和能源}肖耗，并為物料的有效分選創造條件。
電路板的基板主要是由玻璃纖維和樹脂復合而成，具有一定的強度和很高的韌性，需要采用以剪切為主的破碎設備。
溫雪峰等人測定電路板粉碎產品銅、鋁的解離度。金屬鋁很容易解離，5mm單體解離度即接近100％，而金屬銅隨著破碎物料粒度的減小，解離度逐漸增加，在0.25mm左右可以認為基本達到解離(解離度達98.65％)。值得注意的是，電子廢棄物的材料組成和結合方式日趨復雜，其中的貴金屬賦存粒度極小，不容易實現單體解離。為了滿足物理方法分選貴金屬得到高純產品的需要，采用階段研磨作業，將物理分選粗選得到的金屬富集體磨至5m以下或亞微米級是必要的。因此，需加強磨削作用，研制適合金屬粉末粉碎的設備。這種設備研究開發將成為廢電路板物理分選和綜合利用的關鍵問題，因為解離度很大程度決定物理分選過程、回收物質的品位以及能量消耗。
2電子廢棄物的性質及物理分選方法
電子廢棄物最常用的技術主要有物理分選、濕法冶金(包括生物浸出)和火法處理。
火法處理將電子廢棄物焚燒去除塑料和其他有機成分而富集金屬。該法存在以下問題：(1)有毒氣體易逸出，且電子廢棄物中金屬，特別是錫、鉛等易以氯化物或其它形式揮發，某些金屬熔于陶瓷及玻璃熔融形成的爐渣造成金屬的損失；(2)不能回收大量非金屬成分如塑料等。濕法冶金包括浸出和提取工序，是將粉碎后的電子廢棄物在酸性或堿性條件下浸出金屬，浸出液經過萃取、沉淀、過濾、置換、電解等過程回收金屬。缺點是部分金屬的浸出率低，特別是金屬被覆蓋或敷有焊錫時，包裹在陶瓷中的貴金屬更是很難浸出，產生的含強酸和有劇毒的氰化物等廢液，對環境危害較大，無害化成本較高。生物浸出的主要缺陷在于浸出時間過長，而且苛刻的運行條件使其應用受到限制。
電子廢棄物中金屬大都以高純單質形式存在，只不過是某些貴金屬單體粒度小而已，不需要采用治金方法轉化為化合物再電解還原為金屬，所以，從資源化技術、能耗和生態環境等方面，上述冶金方法都難以推廣應用。物理分選的優點很多，除了二次污染較小外，發展潛力較大，只要充分利用各種物理、化學性質的差異，借鑒礦物加工微細粒分選技術的成果，就能克服現行的傳統物理分選得到產品純度不高的問題。近年來，隨著對環境保護的重視及電子產品中貴金屬的使用逐漸減少的趨勢，電子廢棄物的物理分選成為電子廢棄物資源化的研究和正規的工業處理的主要方法。
2.1密度差異分選
電子廢棄物中物質的物理性質如表3，密度差異大，金屬和塑料及其它非金屬很容易按密度分離。重介質旋流器、跳汰可高效分選2mm以上顆粒。表4是跳汰分選電纜的結果，對于4~0.5mm粒級也能獲得較高的分離精度。搖床已廣泛地用于電子廢棄物的分選，如氣力搖床，物料在床面孔隙吹人的空氣和機械震動作用下，流態化分層，重顆粒和輕顆粒運動軌跡不同實現分離。氣力搖床從電子廢物中分選金屬，重產品中金屬銅、金、銀的回收率分別為76％、83％和9l％，品位也分別高達72％、328g／t和1908g／t。
表3電子廢棄物中物質的物理性質
2.2磁電性質差異分選
電子廢棄物通過弱磁選能方便分選鐵磁性物質和有色金屬及非金屬。強磁選、高梯度磁選可用于弱磁性物料的分選，分離亞微米尺度的有色金屬和貴金屬，其發展潛力很大。電子廢棄物磁選后物料，非金屬主要是玻璃纖維和樹脂熱固性塑料、氧化硅等，絕大部分屬于絕緣材料作為良好導體的金屬可以通過靜電或渦流分選與非金屬分離。渦流分選技術在過去一般用于從廢舊汽車及城市垃圾中回收解離顆粒在50mm以上的金屬鋁。采用強力渦電流及稀土永久磁鐵，渦流分選技術已成功應用于電子廢棄物的分選，它對輕金屬與塑料的分離很有效。利用渦流分選機從電腦廢棄物中回收金屬鋁，可獲得品位高達85％金屬鋁的富集體，回收率也可達到90％。
靜電分選是利用顆粒在高壓電場中所受電場力不同，實現金屬與非金屬分離。顆粒荷電方式有兩種：一是通過離子或電子碰撞荷電，如電暈圓筒型分選機；二是通過接觸和摩擦荷電，如摩擦電選。通常靜電選的分選范圍為-2+0.074mm。
2.3表面性質差異分選
浮選是微細粒物料分選的有效手段。有機高分子表面疏水性強，而金屬親水性強，浮選很容易分離細粒級金屬與塑料。相信只要控制好分散與團聚，浮選在分離有色金屬和貴金屬將是很有發展前途的。試驗將電路板粉碎產品重選得到的金屬富集體細磨至37微米以下，先反浮重選夾雜的塑料等有機物，再正浮金銀等貴金屬，結果如表5所示。
3電子廢棄物物理分選流程
電子廢棄物物理分選流程主要包括拆解、破碎、分選等。各國電子廢棄物物理分選采用的流程大同小異，德國一電子廢棄物回收廠經拆解破碎、分級及渦流分選、風力分選，可獲得鐵、有色金屬及非金屬富集體，其中鐵富集體含鐵高達95％-99％，有色金屬富集體含有色金屬在91％～99％，非金屬富集體的金屬含量在0.5％～5％。
我國近年來也已開展了電子廢棄物的資源化回收與利用研究，如廢舊電池的處理及回收，廢棄線路板的選擇性破碎與金屬回收等，但大多處于實驗室研究階段。
電子廢棄物物理分選流程應根據處理對象通過試驗確定。粗選流程的分選效率提高依賴于電子廢棄物分類收集和合理拆解，高效分選設備對物料的適應性和工作的可靠性值得特別關注由于貴金屬分散度高，傳統的物理分選只能得到金屬的富集體，需要進一步處理。金屬富集體的深選加工有效物理分選方法及其組合使用需要深入研究。
4結語
電子廢棄物具有數量大、類型多、組分(成分)復雜、危害大、潛在回收利用價值高等特點妥善處理處置及資源化是電子工業可持續發展和環境保護的重大課題。應該加強人工分檢和拆解，禁止采用簡易焚燒、酸浸等嚴重污染環境的方法回收金屬，發展先進的物理分選技術，綜合回收各種金屬、塑料和玻璃，暫不能回收利用電子元器件，作為危險物單獨填埋。
氣力搖床、靜電分選及渦電流分選等干法分選，具有成本低的優勢，但對細顆粒的分選效率較低。水力搖床、重介質旋流器、跳汰、濕式磁選浮選等濕法分選，具有回收率高等優點，但產生的廢水需處理。相對而言，電子廢棄物的物理分選具有污染小及可回收各種成分的優點。從技術經濟角度考慮，電子廢棄物中的金屬多為單質，盡管貴金屬粒度微細，通過冶金方法將其轉化為化合物再還原為單質，顯然要消耗更多的能源。傳統的物理分選對貴金屬的回收率較低，品位不高。這些正為物理分選的發展提供了空間，應當借鑒礦物加工的研究成果，加強5微米甚至納米尺度物料的物理分選技術的研究，使該項經濟有效和環境友好的電子廢棄物資源化技術發揮更大作用。
參考文獻略
