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廢舊電子材料：就是失去使用價值的電子產品，包括失去使用功能的產品和更新換代淘汰的產品。具體包括各種廢舊電腦、通信設備、電視機、電冰箱以及淘汰的精密電子儀器儀表等。
隨著高新科技的發展和人民生活水平的提高，電子產品迅速在國家生產和人民生活的各個方面普及了。同時在政策的推進和人民消費能力增長等因素的驅動下，我國已經逐步成為世界電子產品生產和消費的中心。電子產品的迅速發展意味著其生命周期后淘汰下來的產品也將迅速增加，所以人們在享受高科技電子產品帶來的好處的同時，也不得不面臨廢舊電子材料導致的嚴重污染問題和由此引發的其它方面的問題。
在意識到廢舊電子材料問題的嚴重性后，國內外在近幾年都制訂了相關法律對這方面進行規范。與此同時，電子產品生產所需的各類原料也表現出日益緊張的趨勢。在這兩方面因素的影響下，廢舊電子材料的回收利用成為了一個熱門的研究方向。這方面取得的成果，不但可以解決環境污染問題，也可以解決電子產品原材料的緊缺問題。可見，廢舊電子材料的回收利用已經成為國家和各個電子產品生產廠商所迫切需要研究解決的問題了。
另外，廢舊電子材料的回收技術發展，必將聯系到電子材料回收企業的生產實際。要解決的問題就是技術的利用如何保證企業的利潤，而解決這一問題的最好方法就是建立廢舊電子材料的回收模型——利用模型從理論的角度協助解決回收企業工藝流程的制定問題和細節參數的選擇問題，最終保證企業能在廢舊電子材料的回收方面獲得最大化的利潤。因此，廢舊電子材料回收模型的建立和完善，將成為廢舊電子材料回收的技術發展與實際生產相結合的一個新的研究方向。
2廢舊電子材料回收的緊迫性
隨著科學技術的進步和人民生活水平的提高，各類電子產品在人們生活中所占有的地位越來越重要了，從表1中2001—2005年我國6類電子產品產量變化可以看出：2005年各類電子產品的產量至少比2001年增加了一倍，而這些電子產品的總量更是以幾何倍數增長。
表1 2001—2005年我國6類電子產品產量
電子產品的不斷普及給國民生活的各個方面帶來了諸多便利，但隨著科技的發展，電子產品必然要進行更新換代，許多到使用年限的產品要進行報廢處理。這些淘汰下來的廢舊電子材料，將帶來一系列的問題，其中最主要的是污染問題。例如：制造一臺電腦涉及700多種化學原料，其中含有300多種對人類有害的化學物質，一臺電腦顯示器中僅鉛含量平均就達1kg。這些有害化學物質如果不進行處理，不但會造成環境污染，還將對人類的健康帶來嚴重的影響。
另一方面，我國人口的巨大基數使得豐富的礦產資源在人均分配后變的非常匱乏。在不斷增加的廢舊電子材料中又包含著許多貴重金屬及其它一些有用的原料，表2中為1t電路板中所含有價成分及其重量，其中僅金、銀的價值就相當可觀。如果能對日益增加的廢舊電子材料進行有效的回收再利用，就能在一定程度上緩解我國資源短缺的壓力。
表2 1噸電路板中所含有價成分及其重量（單位：磅）
可見，從環境保護和資源再利用的角度來看，電子廢棄物的處理具有明顯的社會效益和經濟效益。
在不斷增加的廢舊電子材料帶來的環保壓力下，各國政府都開始對此加以重視，其中國外很早就已經以法律的形式表現了出來。最具代表性的是歐盟的兩條指令。2003年2月13日，歐盟出臺了《報廢電子電氣設備指令》(WEEE)，以及《關于在電子電氣設備中限制使用某些有害物質指令》(RoHS)，規定了廢舊電子電氣產品的回收、處理、再利用以及禁止在電子電氣產品中使用鉛、汞、鎘等六種有害物質[5l。WEEE指令要求生產商包括其進口商和經銷商在2005年8月l3日以后，負責回收、處理進入歐盟市場的廢棄電氣和電子產品，并在2005年8月13日后投放市場的電氣和電子產品上加貼回收標志。ROHS指令要求，2006年7月1日以后投放歐盟市場的電氣和電子產品不得含有鉛、汞、鎘、六價鉻等有害物質。從這兩條指令可以看出國外電子產品的環保發展動向，這兩條指令還要求我國的出口電子產品必須達到規定標準，另外，我們在回收處理廢舊電子材料的時候也要注意其中規定的有害物質的妥善處理。
除歐盟的兩條指令之外，世界其他一些國家如美國、日本在這方面也有相應的法律法規。與國外的立法情況相比，我國還有很大的差距，主要體現在法律法規不健全，正規回收利用體系尚未建立，政府管理能力較弱等。與廢舊電子材料處理相關的法律很少，目前，信息產業部會同其它的相關部門抓緊制訂的《電子信息產品污染控制管理辦法》及其相應的配套措施已于2006年2月28日公布。辦法中明確我國將自2007年3月1日起禁止或限制含有六種有害物質的電子信息產品在中國生產或進口。其核心內容是對鉛、汞、鎘、六價鉻等重金屬物質和多溴聯苯、多溴二苯醚等溴化阻燃劑等六種有毒有害物質的控制。從產品的研發、設計、生產、銷售、進口等環節開始做好對這些有毒有害物質的控制，如替代、減量化，既體現了“從源頭抓起”、“污染防治”、“預防在先”的環境保護思想和原則，又為廢棄電子信息產品回收、拆解、處理再利用打下基礎，也是生產者對“誰污染，誰負責”的污染治理原則的最重要的實踐。
綜上所述，可以清楚的看出廢舊電子材料處理的緊迫性。首先，不斷增多的電子產品生產將意味著在今后會有更多的廢舊電子材料需要處理；其次，目前的廢舊電子材料從環保角度和資源再利用角度講都必須盡快合理的進行處理；最后，國內外立法狀況的變化使得對廢舊電子材料的處理有了法律的監督。
3國內外廢舊電子材料回收技術發展水平
3.1國外回收技術發展現狀
發達國家很重視從PCB中回收常規金屬及稀貴金屬，所采取的技術手段通常分為兩大類：物理法和化學法。物理法芷要用于常規金屬如鋁、銅的回收，如美國利用強力旋流分選機從個人電腦的PCB中回收鋁；利用破碎、篩分、電選和磁選的方法從廢印刷線路板中實現金、銀與鐵、鋁、鋅和錫的分離；瑞典利用電動滾筒靜電分選機回收銅。化學法有濕法冶金及電化學法，主要用于提純貴金屬如金、釕等。如瑞典Boliden公司和加拿大Noranda公司對含貴金屬電子廢棄物的回收，其回收流程如下：熔化——轉化——陽極鑄造——電解銅——貴金屬的精煉——錫鉛的回收過程。物理法的優點是對環境的污染非常小，有利于適應各項法律法規，其缺點是回收率不高，對物理性質接近的金屬無法進行分離；而化學法的優點是回收率很高，有利于保證企業的回收收益，但其缺點也非常明顯，就是回收過程中的液體、氣體及回收后的廢渣對環境的污染較為嚴重。國外在回收金屬方面的發展，有如下幾方面：(1)將更多的物理性質用到物理法中進行不同金屬的分離；(2)提高物理法的回收率；(3)減少化學法的污染問題；(4)將物理法和化學法結合起來，達到環境保護和資源利用的雙重目的。
在回收金屬的同時，國外還研究了對非金屬的回收技術。研究表明：電子廢棄物中所含的非金屬成分主要是樹脂纖維、塑料和玻璃。多氯聯苯基板中所含有機物，包括樹脂纖維在卡爾多爐中作為燃料產生熱值維持爐溫，最后產生的爐渣可用作筑路材料。塑料主要來自計算機、電視、洗衣機等的外殼制件，熔化后可作為新產品的原材料使用，或者被用作燃料。玻璃主要來自陰極射線管顯示器，因為含有鉛，玻璃被歸屬為危險物品，一些公司用顯示器碎玻璃制造新的陰極射線管。非金屬的回收技術是對金屬回收后剩余廢棄物的補充處理，從經濟效益和環境保護角度，它對于回收企業來說都是有利的，但在處理塑料方面，現在只能對熱塑性的塑料進行處理，今后還需要對熱固性塑料的處理進行進一步研究。
廢舊電子材料的回收，不只是單純進行原料的回收，要做到收益的最大化，還要想方設法對其中的可用元件進行回收。在此基礎上，國外研究并發展了智能拆解技術。其中的一個應用是對于印刷電路板的半自動拆解：人工將印刷電路板從回收的電氣電子設備上拆解下來，固定到自動拆解設備的框架上。設備通過視覺識別系統將待回收的印刷電路板和數據庫中資料進行對比以確定哪些元件可以再利用或有毒害需要從電路板上拆解下來，同時該系統還將確定被選定元件的位置、尺寸和中心位置并將這些提供給下一個拆解工序。接下來被選定的元件將通過激光或紅外加熱熔焊的方式跟基板分離并用專用的機械鉗取下來。經過處理后的印刷電路板被分解為可再利用的元件、需特殊處理的有毒有害元件和無危害的電路板。這樣處理的結果是在保證回收效益的基礎上最大程度的達到了環保要求。
國外還在面臨大量手機淘汰的壓力下研制了半自動手機拆卸設備。其中的半自動步驟仍然是最初將廢舊手機裝到設備上，然后經過視覺識別系統的篩選后，進行全自動的拆解。其最終目的是在對印刷電路板和顯示屏最小損傷的基礎上根據材料組成回收其它部分。拆解后的產物包括：電池、塑料部分(例如前后蓋)、橡膠、金屬、印刷電路板和液晶顯示屏。整個拆解過程是破壞性和非破壞性拆解技術的完美結合，其中使用的技術包括：磨、削、部件的熔焊分離和基于真空吸附的部件處理。
國外智能拆解技術的發展，是機械自動化技術、視覺識別技術：廢舊電子材料回收領域的成功應用，是今后回收領域發展的新方向。其優勢是識別部分的自動化，可以保證回收標準的一致性，另外自動化程度的增加可以為回收企業節省一部分勞動力投資。但目前這個領域的發展還有很大的提升空間，首先是處理過程中還存在大量的人工步驟，這樣設備運行的效率還要受到操作人員效率的限制；其次設備的適應性不高，只能對特定尺寸的印刷電路板和手機等進行處理，這樣機器的處理范圍還存在一定的局限。
3.2國內回收技術發展現狀
我國現有廢舊電子材料回收處置技術相對落后。回收處置途：徑大致可以分為兩種：“反復利用”和“資源循環”所謂“反復利用”，就是把回收過程中仍可使用的一些電子元器件從有關電子產品中拆解下來，作為二手元器件出售，用于維修、拼裝偽劣電子產品或用于玩具等低檔商品的生產。從資源再利用角度看，這樣的回收處置效率很高，但由于相關法律和政策尚未健全，存在著諸如二手元器件組裝的電子產品的安全性問題、產品質量問題以及擾亂正常的商業秩序、造成惡性循環等問題。第二種途徑“資源循環”就是通過拆解、分類等方式回收其中的部分有價值材料，達到按照生態規律利用自然資源和環境容量，把清潔生產和廢棄物的綜合利用融為一體的“循環經濟”模式。這種途徑是中國有色金屬工業發展的必然選擇，是解決電子廢棄物造成的資源浪費和環境污染問題的關鍵。但目前國內的大部分再生利用企業存在急功近利現象和技術、裝備落后狀況，很少考慮或難以考慮處置過程中造成的二次污染問題。
目前，我國廢舊電子材料的資源循環技術分為兩類：一是以物理方法為主的物理技術。將廢舊電纜、導線和部分元器件等通過機械粉碎，分離出部分有機物粉塵，進入水浸分離，得到較粗顆粒的金屬粉，然后將金屬粉熔煉成塊、電解分離各種金屬。二是以化學方法為主的化學技術。
將線路板、觸點等電子廢棄物與鹽酸、硝酸、硫酸或它們的混合物、氰化物溶液等進行反應，使各種有價值金屬進入溶液，通過還原或電解方式回收金屬，不溶物則作為固體廢棄物，采用掩埋、焚燒等方式進行處理。
國內處理廢舊電子材料的技術相對比較落后，很多處理技術都是以回收原料為目的的，回收效益和環境污染方面都存在很大的問題。在操作方面，基本以手工操作為主，回收效率難以保證，操作人員的健康也受到很大的威脅。從這方面看，國內回收技術的發展空間很大，首先是解決回收處理中的污染問題，在化學處理方面研究一些代替氰化物等有毒物質的處理方法，例如用有機溶劑處理，以適應環保方面的要求；其次提高回收的效益，就是要更多的回收廢舊電子材料中的可重新利用的元件；第三要學習國外的智能拆解技術，使廢舊電子材料的處理自動化、智能化。
目前在國內，已經有規模化處理廢舊電子材料的企業。來自新加坡的偉城工業投資建立的偉城環保工業(無錫)有限公司，占地13.3萬m2，年處理電子廢棄物最多可達6萬t，長江三角洲工業企業95％以上的電子廢棄物可得到集中處理，不僅保護都市的生態環境，其自身也能從中提煉各種金屬，最終實現電子垃圾零填埋和廢舊電子材料全過程無污染處理。
4廢舊電子材料回收模型
發達國家在近些年的研究中，更加注重回收技術中的有效回收方面。國外先進理論把電氣或電子產品，尤其是對電腦的回收處理分幾個層次：(1)作為一個整體重新使用；(2)對其中的元件進行重新使用；(3)對其組成材料進行回收；(4)焚燒；(5)作為垃圾處理。這五個層次是從高級到低級排列的，在進行回收處理的過程中盡量選擇高等級的方式，使回收處理的價值最大化。在注重技術研究的同時，國外技術人員還在其它方面對廢舊電子材料的回收做了研究，其中之一是對于回收物流體系作用的研究。一些研究表明，單純的回收技術的提高并不能完全提高電子產品回收的效率和效益，電子產品回收后的分揀也是關系到回收技術順利實施的關鍵步驟。例如小型家電設備的再利用價值較高，而信息和通訊產品在電子產品的再利用中占有很重要的地位。另外，一般的回收設備對于進入其加工線的產品的尺寸也是有一定的要求的。可見，對于待回收產品的初步篩選也是很重要的。
國外的這些研究都是以有效回收為出發點的，而有效回收的目的就是如何使回收產品的價值最大化，這和企業生產實踐的目的是相同的。回收技術的研究和發展最終都是要為生產實踐所應用的，一切技術應用到實際生產中才能體現它的價值。而當一項技術應用到生產實踐中的時候，技術含量的先進與否、操作的簡便與否等，都不是評價它的最終尺度。企業對于一項技術的評價，最重要的一項指標就是它為企業創造利潤的能力，可以說利潤是企業評價技術的最終標準。但是，從另一方面講，技術本身并不能完全保證企業效益的實現。例如在廢舊電子材料回收方面，利潤的多少和許多方面都是有聯系的，比如企業對原料的存儲能力、設備單位時間的處理能力、設備的加工周期、設備的運行費用、原料的存儲費用、產品的價值、生產廢料的處置費用等。這些條件的共同作用將影響到回收企業利潤的多少，其中任何一個方面的變化都會影響到最終的利潤。在這些錯綜復雜的關系面前，要想得到最優化的配置，達到有效回收，逐一調試的方法是不可行的，有必要建立一個包含影響利潤各方面因素的模型來評估如何在現有條件下使回收企業的利潤最大化。
回收模型本身是對回收過程的評價，它包含了影響回收企業利潤的各方面因素，并以調配各個因素以使得企業利潤最大化為目的，可以說回收模型能夠幫助回收企業順利的運行。
圖1具有重加工選項的回收流程圖
回收模型的原理如圖1所示。圖1是一個具有重加工選項的回收設備的流程圖，要達到有效回收的目的，在分離過程中回收企業必須對最終輸出和重加工部分的比例以及進行重加工的次數進行精心的調整。設備每次回收得到的產品是有一定限度的，并不能把所有的可用材料一次回收完畢，這就需要進行二次或更多次的回收。但是進行多次回收就要支出多次的設備運行費用，這就需要確定具體的回收次數以保證回收效益的最大化。如果僅考慮設備運行費用和回收收益的關系，保證回收設備運行可以得到利潤的條件是回收收益大于設備運行費用。可以看出，為了在這個條件下確定回收設備的運行次數，需要經過一系列的計算，把這個過程用數值表達出來，成為一個解決問題的公式，就成為了解決這個問題的模型。得到這個模型后，在今后的回收工藝制定過程中，只要把不同材料的參數代入公式進行運算，就可以方便的得到結果。在實際生產過程中，需要考慮的參數比這個例子要復雜的多，例如：兩個設備間的循環處理，多種原料和輸出產品的取舍等。涉及問題越多的模型越復雜，同樣其對生產的指導意義也就越大。
目前，廢舊電子材料的回收模型發展還比較慢，國外比較成熟的模型有：電子材料回收中心中有連續重加工選項工作站的精練或出售決定模型、電子設備的大量回收中不連續加工的決定模型等。這些模型能夠很好的幫助企業對生產中的各個參數進行選擇，比以往在生產中調試生產參數的方法節約了很多時間和精力。可見，隨著回收企業的發展，回收模型也會迎來其發展的大好時機。
5廢舊電子材料回收發展展望
在立法環境變化和資源短缺的今天，廢舊電子材料回收技術在國內必將迎來其迅速發展的時期，同時，越來越多的回收企業也將建立起來。對于廢舊電子材料的回收，其發展趨勢將有以下幾方面：
(1)進一步研究無污染的廢舊電子材料處理技術，保護我們的生存環境。
(2)解決電子廢棄物的拆解效率及其自動化問題，也就是研究自動化程度更高的拆解新技術和新設備。
(3)廢舊電子材料回收的產業化發展，就是說回收企業要形成規模、形成產業，從基礎設施方面促進廢舊電子材料回收技術的發展。
(4)回收模型的發展，使模型更貼近生產過程，更好的評價生產過程，并協助制定有利于企業利潤最大化的工藝流程。
