陳 剛,溫炎燊,彭 娟,陳昌銘,弓創(chuàng)周,趙 杰
(1.深圳市深投環(huán)??萍加邢薰荆钲?18049;2.中海油天津化工設(shè)計研究院有限公司)
廢棄化學(xué)品主要來源于石油和化學(xué)工業(yè)、 電子工業(yè)、金屬工業(yè)、電池工業(yè)、固體廢物、建筑垃圾等,年產(chǎn)量超過40 億t,綜合利用率平均不到40%[1]。隨著中國電子工業(yè)的發(fā)展,印制線路板、集成電路、液晶顯示面板等新興先進(jìn)制造業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)越來越重要的地位, 其制造過程產(chǎn)生的廢棄電子化學(xué)品種類多、數(shù)量大、污染嚴(yán)重、處理處置技術(shù)復(fù)雜,大都屬于危險廢物,對人體和環(huán)境危害極大,但其中含有大量的有價金屬元素(銅、鎳、錫、金、銀、鈀等)、氮磷及有機(jī)溶劑等可回收利用的資源。 由于處理處置標(biāo)準(zhǔn)化工作的不足,導(dǎo)致行業(yè)規(guī)范性、科學(xué)性、合理性差,廢棄電子電器化學(xué)品資源回收利用率低,易造成二次污染,破壞生態(tài)環(huán)境。因此開展廢棄電子化學(xué)品處理處置標(biāo)準(zhǔn)化工作,實現(xiàn)資源化和無害化,對促進(jìn)中國經(jīng)濟(jì)快速、健康發(fā)展有著十分重要的意義。
國家標(biāo)準(zhǔn)《廢棄化學(xué)品術(shù)語》GB/T 29329—2012[2]是基礎(chǔ)通用標(biāo)準(zhǔn), 規(guī)定了廢棄化學(xué)品處理處置領(lǐng)域關(guān)鍵術(shù)語。
廢棄化學(xué)品:丟棄的、廢棄不用的、不合格的、過期失效的、在使用過程中性能耗盡的化學(xué)品,也包括包裝化學(xué)品的容器,即包裝袋、包裝桶、試劑瓶、氣體鋼瓶等。廢棄化學(xué)品屬于固體廢物,納入國家固體廢物法律及行政法規(guī)監(jiān)管。
廢棄危險化學(xué)品:被拋棄或者放棄使用的,列入國家危險廢物管理及放射性廢物管理的危險化學(xué)品,包括不合格的、過期失效的、偽劣的危險化學(xué)品及其包裝;廢棄危險化學(xué)品鑒別術(shù)語有:危險性、腐蝕性、毒性、急性毒性、慢性毒性、生殖毒性、浸出毒性、毒性物質(zhì)、反應(yīng)性; 國家標(biāo)準(zhǔn)《廢棄化學(xué)品術(shù)語》的重點是構(gòu)建了危險廢棄化學(xué)品的定義、鑒別和處理處置體系,以廢棄危險化學(xué)品及其鑒別術(shù)語作為本標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)重點的編制原則,明確把廢棄危險化學(xué)品經(jīng)鑒別后列入國家危險廢物管理,抓住這一重點,有利于廢棄危險化學(xué)品的管理和處理處置工作,為廢棄危險化學(xué)品的利用和處置標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)奠定了基礎(chǔ);從而指導(dǎo)本行業(yè)的環(huán)保治理和資源化利用工作落到實處。
按照《廢棄固體化學(xué)品分類規(guī)范》GB/T 31857—2015[3]中規(guī)定,廢棄化學(xué)品按照行業(yè)來源分為8 類:I 類:含有價金屬的廢棄固體化學(xué)品;Ⅱ類:廢棄電池化學(xué)品;Ⅲ類:廢棄電子化學(xué)品;Ⅳ類:廢棄催化劑;Ⅴ類:廢棄聚合物化學(xué)品;Ⅵ類:廢棄油脂;Ⅶ類:工業(yè)廢渣;Ⅷ類:其他廢棄固體化學(xué)品[4]。
廢棄電子化學(xué)品,是指在電子工業(yè)和電子產(chǎn)品生產(chǎn)、制造、科研、檢測和應(yīng)用過程中丟棄的、廢棄不用的、不合格的、過期失效的、在使用過程中性能耗盡的化學(xué)品及產(chǎn)生的廢液、廢渣、廢品,包括拆解廢舊產(chǎn)品而產(chǎn)生的化學(xué)品。 也包括包裝其化學(xué)品的容器,即包裝袋、包裝桶、試劑瓶、氣體鋼瓶等。
按照《廢棄固體化學(xué)品分類規(guī)范》中規(guī)定,廢棄電子化學(xué)品主要分類見表1。
表1 廢棄固體電子化學(xué)品分類
目前工業(yè)固廢專業(yè)處理機(jī)構(gòu)接收處理的廢棄電子化學(xué)品,主要來源于印制線路板行業(yè)、高代液晶面板制造業(yè)、集成電路、半導(dǎo)體等先進(jìn)制造業(yè)。 例如在線路板制造中,刷版及化學(xué)銅工序產(chǎn)生絡(luò)合銅廢水,在曝光顯影工序產(chǎn)生高濃度含銀有機(jī)廢水,在去膜工序產(chǎn)生有機(jī)廢水和膜渣,在鍍錫和剝錫工序產(chǎn)生含錫廢液,在鍍鎳和鍍金工序產(chǎn)生含鎳廢液和含氰廢液等;印制電路板(PCB)和液晶面板行業(yè)產(chǎn)生的代表性廢棄電子化學(xué)品見表2、表3,深圳某企業(yè)接收的部分電子化學(xué)品的種類和數(shù)量見表4。
表2 PCB 行業(yè)廢棄電子化學(xué)品
表3 液晶面板行業(yè)廢棄電子化學(xué)品
表4 深圳某企業(yè)接收處理的廢棄電子化學(xué)品種類和數(shù)量
電子工業(yè)主要包括電子專用材料、印制電路板、集成電路、電子元件、半導(dǎo)體器件、顯示器件及光電子器件、 電子終端產(chǎn)品的制造業(yè)。 中國擁有全球最大、增長最快的電子信息市場,占全球市場份額超過50%。 電子化學(xué)品是指為電子工業(yè)配套的精細(xì)化工產(chǎn)品,是電子工業(yè)重要支撐材料之一。 2013 年集成電路(IC)用化學(xué)品規(guī)模為320 億元,平板顯示器(FDP)用化學(xué)品為164 億元,PCB 用化學(xué)品為261 億元,其他電子化學(xué)品約為46 億元。 2013 年國內(nèi)電子化學(xué)品用量為59.7 萬t,市場規(guī)模為1 488 億元;預(yù)計2020年用量為109.1 萬t,市場規(guī)模達(dá)4 045 億元[4]。
電子廢棄化學(xué)品的特點是數(shù)量多、產(chǎn)生速度快、組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜、處理困難,棄之為害,用之為利。一方面,電子廢棄化學(xué)品含銅、鎳、錫、鉛、鎘、汞、六價鉻、環(huán)氧樹脂、聚苯醚樹脂、聚酰亞樹脂、阻燃劑等大量有毒有害物質(zhì)。 如果填埋處理,其中的重金屬如鉛、鎘、汞、六價鉻等隨著滲濾液進(jìn)入地下水而污染土壤和環(huán)境。如果任意丟棄并當(dāng)作垃圾直接焚燒,其中的有毒有害物質(zhì)經(jīng)燃燒釋放的二噁英和多氯聯(lián)苯類持久性有機(jī)污染物等, 會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染并損害人體健康。另一方面,電子廢棄化學(xué)品又有值得回收利用的價值,含有的金屬約為40%、塑料為30%、其他化合物為30%,含有大量可供回收利用的有色金屬和稀貴金屬,如銅、鎳、錫、金、銀、鈀等,具有廣闊的回收利用前景。
針對廢棄電子化學(xué)品的特點, 目前主流的處理處置方法:1)資源化利用,主要包括有價金屬回收(包括火法回收金屬單質(zhì), 濕法回收金屬化合物、氧化物、鹽、單質(zhì)等),有價溶劑回收(蒸餾、精餾),氮磷資源回收(合成、蒸發(fā)、濃縮、汽提)等;2)無害化處理,主要采用物化、高級氧化、生化等深度技術(shù)達(dá)到環(huán)保污染控制標(biāo)準(zhǔn);3)危廢焚燒、填埋處置,主要針對危險性較大而價值又不大的危險廢棄化學(xué)品。
至2018 年底,全國廢棄化學(xué)品處置標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會廢棄電子電器化學(xué)品處理處置工作組(SAC/TC294/WG2)發(fā)布現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)、化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)項目共18 項,已下達(dá)制定計劃在研國家標(biāo)準(zhǔn)、化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)項目共11 項, 主要包括節(jié)能與綜合利用類標(biāo)準(zhǔn)、分析檢測方法類標(biāo)準(zhǔn)、安全生產(chǎn)類標(biāo)準(zhǔn)等。 指導(dǎo)和規(guī)范行業(yè)處理處置行為, 引領(lǐng)和促進(jìn)行業(yè)科技進(jìn)步,為管理部門實施宏觀管理、日常監(jiān)管和應(yīng)急反應(yīng)提供數(shù)據(jù)和技術(shù)支撐。 具體情況見表5。
表5 廢棄電子化學(xué)品處理處置標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀
現(xiàn)行廢棄電子化學(xué)品節(jié)能與綜合利用標(biāo)準(zhǔn)有8 項:《含銅蝕刻廢液處理處置技術(shù)規(guī)范》GB/T 31528—2015[5]、《含 氰 廢 水 處 理 處 置 規(guī) 范》GB/T 32123—2015[6]、《含氟蝕刻廢液處理處置方法》GB/T 34697—2017、《化學(xué)鍍鎳廢液處理處置方法》HG/T 5207—2017[7]、《含 錫 廢 液 處 理 處 置 方 法》 HG/T 5365—2018、《含鉻廢液處理處置方法》HG/T 5362—2018[8]、《感光材料沖洗行業(yè)廢液處理處置方法》GB/T 36385—2018[9]、《含 氨 廢 液 處 理 處 置 方 法》GB/T 36496—2018[10]。標(biāo)準(zhǔn)提供了處理處置技術(shù)方法和規(guī)范, 為資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會提供了技術(shù)保障,引領(lǐng)電子行業(yè)進(jìn)步和可持續(xù)發(fā)展。
例如:《含銅蝕刻廢液處理處置技術(shù)規(guī)范》GB/T 31528—2015[11]國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了廢棄電子化學(xué)品含銅蝕刻廢液的組成、 處理處置技術(shù)和處理處置產(chǎn)生的廢水、廢氣和廢渣的處理。2018 年中國大陸PCB 產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值為327.02 億美元,占全球PCB 產(chǎn)值的52.41%,比2017 年增長了10.0%,為全球七大國家/地區(qū)的PCB 產(chǎn)值年增長率之首[12]。 中國大陸PCB 將持續(xù)引領(lǐng)全球線路板的發(fā)展態(tài)勢。 被列入危險廢物管理范疇的PCB 生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢棄電子化學(xué)品含銅蝕刻廢液是一類最主要的污染物,中國每年約產(chǎn)生含銅蝕刻廢液量為100 萬t,廢液含銅資源(以金屬銅計)為10 萬t、氨氮資源為10 萬t(以氯化銨計)。標(biāo)準(zhǔn)建立了蝕刻廢液集中處理的循環(huán)經(jīng)濟(jì)清潔生產(chǎn)模式,提供了蝕刻廢液資源化利用生產(chǎn)堿式氯化銅、氧化銅、硫酸銅、氯化銨等具有技術(shù)含量的資源化利用高純度產(chǎn)品。 該標(biāo)準(zhǔn)的制訂約束和規(guī)范了行業(yè)行為,為科學(xué)地處理處置含銅蝕刻廢液提供了參考,可以使產(chǎn)品質(zhì)量提升、處理成本降低。 中國實施此標(biāo)準(zhǔn),每年可回收銅鹽產(chǎn)品按金屬銅計10 萬t、氯化銨10 萬t,價值51 億元,具有良好的社會和環(huán)境效益。此標(biāo)準(zhǔn)獲得2018 年石化聯(lián)合會科技三等獎。
現(xiàn)行廢棄電子化學(xué)品分析方法標(biāo)準(zhǔn)有5 項:《退錫廢水中錫含量的測定方法》HG/T 4552.1-3—2013[13]、《化 學(xué) 鍍 銅 廢 液 中 乙 二 胺 四 乙 酸 二 鈉(EDTA) 和銅含量測定方法》HG/T 5017—2016[14]、《含銅蝕刻廢液主要成分和微量金屬元素分析方法》HG/T 5018—2016、《含銅污泥中銅含量測定方法》HG/T 5364—2018、《工業(yè)廢液處理污泥中金屬元素含量測定方法》GB/T 36690—2018。 標(biāo)準(zhǔn)為廢棄電子化學(xué)品的資源化、 減量化和無害化研究提供分析方法和數(shù)據(jù)支撐。
現(xiàn)行電子化學(xué)品安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)有4 項:《醚類物質(zhì)泄漏的處理處置方法》HG/T 4839—2015、《酯類物質(zhì)泄漏的處理處置方法》HG/T 4838—2015、《酮類物質(zhì)泄漏的處理處置方法》HG/T 4840—2015、《苯胺泄漏的處理處置方法》HG/T 4841—2015[15]。 標(biāo)準(zhǔn)為應(yīng)急泄露事故處置提供科學(xué)規(guī)范和指導(dǎo),實現(xiàn)健康、安全、環(huán)保的目的。
國務(wù)院發(fā)布的《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020 年)》中,將資源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)、 廢棄物處置等列入重點領(lǐng)域;《國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展規(guī)劃》及《“十三五”技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)科技創(chuàng)新規(guī)劃》中均將節(jié)約能源、廢棄物再利用、污染治理等提升至國家戰(zhàn)略的高度。 廢棄電子化學(xué)品資源綜合利用是未來標(biāo)準(zhǔn)研究的重點方向, 重點提高資源綜合利用率。
在研的廢棄電子化學(xué)品處理處置標(biāo)準(zhǔn)有:《含銅污泥處理處置方法》20170495-T-606[16]、《電鍍污泥處置分類》20171803-T-606[17]、《含鉻電鍍污泥處理處置方法》20180903-T-606、《電鍍污泥減量化處置方法》20180904-T-606、《液晶面板制造稀釋廢液回收再利用方法》20180902-T-606、《難降解有機(jī)廢水深度處理技術(shù)規(guī)范》20182180-T-606[18]、《含氰廢液中氰化物含量的測定》2016-1280T-HG、《復(fù)合鉻鹽污染場地處理方法》2016-1244T-HG、《鎳鉻鹽污染場地處理方法》2016-1245T-HG[19]、《廢棄化學(xué)品 鉛含量測定方法》2017-1124T-HG、《廢棄化學(xué)品 鋅含量測定方法》2017-1125T-HG[20]。 工作組將重點開展重金屬污泥、電鍍廢棄物、液晶面板制造廢棄物、印制線路板廢棄物、廢棄線路板、廢棄電子元器件等廢棄電子化學(xué)品的資源化利用技術(shù)研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化研究。
集成電路、印制線路板、半導(dǎo)體等作為信息技術(shù)的核心,是支撐社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國家安全的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè), 廢棄電子化學(xué)品處理處置技術(shù)是電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的保障。 電子廢棄化學(xué)品通常含有有價/高價/稀貴金屬,如金、銀、鉑、鈀、銠、銦、鎵、鍺、銅、鈷、鎳、鋰、鋅、錳等,有時含量甚至超過原礦,被稱為城市礦山,另一方面,電子廢棄化學(xué)品通常屬于重金屬危廢,含有有毒金屬,如鉻、鎘、鉛、砷、汞等,環(huán)境危害嚴(yán)重。一些廢棄化學(xué)品及危廢處置企業(yè), 在重金屬危廢的資源化利用方面開展了有益的探索,但仍存在很多亟待解決的問題,如采用高污染、高能耗、高風(fēng)險的落后工藝,只考慮經(jīng)濟(jì)利益,而忽視環(huán)境效益和社會效益;只關(guān)注稀貴金屬,而忽視其他有價金屬和有毒金屬的安全處置; 再生過程的污染控制和二次廢渣的環(huán)境風(fēng)險缺乏有效監(jiān)管等。 標(biāo)準(zhǔn)研究方向是提高廢棄電子化學(xué)品資源化利用和無害化處理技術(shù)水平,提升銅、鎳、錫、金、銀等有色貴金屬資源化回收效率, 提升城市礦山循環(huán)經(jīng)濟(jì)效益, 提高重金屬污染無害化和減量化處置技術(shù)水平。 因此,標(biāo)準(zhǔn)工作對促進(jìn)行業(yè)進(jìn)步,推進(jìn)中國“無廢城市”建設(shè)和國家生態(tài)文明建設(shè),促進(jìn)中國經(jīng)濟(jì)的快速、健康發(fā)展,實現(xiàn)藍(lán)天工程,有著十分重要的建設(shè)意義。