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低碳排放的贵金属回收解决方案: 湿式环保剥金技术
 

【作者: 籃貫銘】2017年07月19日 星期三

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尽管美国持不同意见,甫落幕的G20峰会仍一致表达将继续遵守《巴黎协定》,这意味着持续减低碳排放量将成全球政府的重要政策,而所有涉及燃烧煤炭、石油与天然气的产业都将采取立即的因应措施,否则将面临沉重的经济与政治压力,而传统的废弃电子的贵金属回收正是其中一个。


全球碳排放法规渐趋严格

G20对《巴黎协定》的宣示,带来最直接的影响便是各国对碳排的要求与规定越加严格。


在中国,依据中国国务院印发的《十三五:控制温室气体排放工作方案》,至2020年,中国国内单位生产总值的二氧化碳排放量需较2015年减少18%。而氢氟碳化物、甲??、氧化亚氮、全氟化碳、六氟化硫等非二氧化碳温室气体的排放,也会更严格的管控。



图一 :   G20对《巴黎协定》的宣示,带来最直接的影响便是各国对碳排的要求与规定越加严格。
图一 : G20对《巴黎协定》的宣示,带来最直接的影响便是各国对碳排的要求与规定越加严格。

该方案也提到,到2020年,中国将建设50个低碳排放的示范专案,以碳排放峰值和碳排放总量控制为重点,将国家低碳城市试点扩大到100个城市,而国家低碳城镇试点,也将扩大到30个城镇。


此外,该方案也指明,将在2017年建立全国碳排放权交易制度,预计在2017年启动全国碳排放权交易市场。到2020年建立完善的全国碳排放权交易市场。此外,中国大陆也可能采用如徵收碳税的措施,以更强势的手段来推动低碳的发展。


而在欧洲地区,为了具体达成减碳的目标,欧盟成立了欧盟排放交易体系(European Union Emission Trading Scheme;EU ETS),以确定二氧化碳减少排放的具体时程,叁与EU ETS之各国,必须符合欧盟温室气体排放交易指令的规定,并以履行京都协议的碳减量承诺。


目前EU ETS已进入第三阶段(2013-2020)的目标,预计至2020年,欧盟承诺削减碳排放20%(以1990年为基准),而限制排放范围将扩及至航空业、制造业、发电、能源密集型产业、有机化工品。


至於日本,依据《京都议定书(Kyoto Protocol》的中期减碳目标,日本至2020 年的减碳目标为25%(相较1990 年),而2050年的长期减碳目标须比1990年水准低80%。几??所有的产业都将受规范。


回收贵金属造成大量碳排放

然而,废弃物处理与贵金属回收产业却仍在产生大量的碳排放,未有相关的减碳措施,成为一个例外的产业。


图二 :  全世界最大的贵金属精炼厂优美科(Umicore),每年能回收超过100吨的黄金,但仍使用焚烧的方式来处理贵金属。
图二 : 全世界最大的贵金属精炼厂优美科(Umicore),每年能回收超过100吨的黄金,但仍使用焚烧的方式来处理贵金属。

贵金属回收处理的碳排放主要来自於焚化炉与电浆炉的使用。传统的废弃电子处理回收多使用焚烧的方式来提炼其中的贵金属,如金和银,他们把废弃电子的机板先进行分解和破碎,接着再将这些碎料送入熔炼炉中以高达近摄氏1600度的温度将不具价值的物质烧去,再以化学的方式从灰烬中的合金砖将黄金与银提炼出来。


而使用焚烧的方法不仅会产生大量的废气,其中包含对人体有害的悬浮粒子和二氧化碳等,若处理不当,将会对地球的大气层产生严重的影响,此外,启动一次焚化炉也需消耗大量的石油与天然气,对地球资源的消耗,以及整体碳排放量也会增加更大的压力。


另一方面,传统的回收厂会使用含有剧毒的??化物与王水来分解电子废弃物和提炼贵金属,不仅会伤害环境,更会威胁人体的健康和性命。


以比利时为例,该国拥有全世界最大的贵金属精炼厂优美科(Umicore),每年能回收超过100吨的黄金。然而,该厂总投资额超过1000亿台币(33亿美金),且仍使用焚烧的方式来处理贵金属,虽然建置了完善的废气与废水的处理设施,但仍消耗了大量的能源并产生了大量的碳排放。



图三 :   日本东京奥运将首次采用100%回收黄金所制作的金牌,预计从废弃手机中回收42公斤的黄金,作为制作奖牌的原料。
图三 : 日本东京奥运将首次采用100%回收黄金所制作的金牌,预计从废弃手机中回收42公斤的黄金,作为制作奖牌的原料。

而在亚洲,环保思维最先进的国家日本,也同样未能对处理贵金属回收所产生的碳排放问题有所对策。目前日本正如火如荼的准备2020年东京奥运的举办事项,并将首次采用100%回收黄金所制作的金牌,预计将从废弃手机中回收42公斤的黄金,作为制作奖牌的原料。


然而,这些黄金虽然是从废弃的手机中取得,但回收的过程却是使用需要耗费大量电力的电浆炉来进行物料的焚化,该技术虽然不是使用燃烧石油或天然气的方式,但同样会产生大量的碳排放,同时也会消耗大量的资源。


湿式剥金流程可免除贵金属回收的碳排放问题

湿式流程(hydrometallurgy)是一个更好的解决方案。


不同於使用电力或燃料来产生高温的燃烧方式,湿式剥金方案能在一般室温中透过浸泡的方式,从废弃电子机板中将贵金属回收,其过程非常安全、环保、且不会产生巨量的碳排放。


台湾的优胜奈米是目前全球首家能提供环保湿式剥金解决方案的业者,其方案不仅安全无毒,不会对人体和环境产生危害,更具备可批次处理的自动化作业系统,是克服目前贵金属回收业产生大量碳排放的绝隹对策。


优胜奈米总经理许景翔表示,目前各国的废弃电子处理都是破碎後进行焚烧。但这样的方法不但会产生戴奥辛(Dioxin)、细悬浮微粒(PM2.5)与飞灰,且焚烧後的金属合金砖仍需用湿流程去分离与纯化金属,但无法回收其中的锡与铝。更重要的是,整个过程还须消耗大量的资源并产生大量碳排放。



图四 :   优胜奈米的湿式环保剥金解决方案:先以浸泡方式除去焊锡,再进行元件分类
图四 : 优胜奈米的湿式环保剥金解决方案:先以浸泡方式除去焊锡,再进行元件分类

有别於焚烧的方式,优胜奈米透过自有专利的自动化设备与湿式环保剥金流程,能以不伤物料的方式将元件与晶片从机板上迅速剥离,再将之妥善的分类,最後再以浸泡或电解的方式将其中包含金、银、铜、锡等的贵金属有效率的个别提炼出来。


环保湿式剥金流程具备更高的回收效益

这套环保回收流程先以环保剥锡药剂(SnST-550A Tin stripper)来剥除锡金属,透过浸泡的方式,它能将废机板上的镀锡直接剥除,让机板上的金属器件与晶片可以快速拆卸下来,进行进一步的分类,而分类後的废料再依据各自原料特性使用不同的剥金剂(例如UW-860剥除黄金;UW-602剥除银)来回收不同的金属。


依据优胜奈米的实作,经过剥锡处理後,一吨重的废PC机板中,可以分离出的半导体零件与金属部件约有12种,包含CPU、晶片、电容、电阻、连接器与散热片等,这些零件的回收价值约为台币八万四千元。


若以一年处理300吨来计算,约可回收出约黄金58公斤、锡8.7吨与铜13吨,总价值约新台币七百四十万元,而扣除投入的药剂成本约台币四百二十万元,一年的获利约可达台币三百二十万元。


而以苹果iPhone 6为例,采用湿式流程再进行分类的方式,能从中回收出金、银、铜、??、锡等贵金属,其中金、??、银所占的价值最高,而换算成每吨手机的回收价值超过台币126万元(约4万2千美金)。


低排碳的自动化湿式大规模回收系统:Barrel One


图五 :   Barrel One具备一个剥锡药剂浸泡槽与清洗槽,以及四个容积达400公升的物料处理筒。能自动批次进行药剂浸泡、清洗等流程。
图五 : Barrel One具备一个剥锡药剂浸泡槽与清洗槽,以及四个容积达400公升的物料处理筒。能自动批次进行药剂浸泡、清洗等流程。

而对於需处理大量废弃物的回收业者,优胜奈米也提供可批次处理物料的自动化机台Barrel One。它是一款能搭配SnST-550A环保剥锡剂的自动化废PCB机板剥锡的处理方案,它能让金属零件得以完整的分类,得到更好的回收价值与纯度,同时将其中的锡与铝留存下来。


Barrel One具备一个剥锡药剂浸泡槽与清洗槽,以及四个容积达400公升的物料处理筒。能自动批次进行药剂浸泡、清洗等流程。


该机台单日的处理量(以每日工作八小时为例),可达两千片的废机板,重量约一公吨。年处理量约可达60万片,重量约300吨。足以满足一个中小型的电子废料回收公司的需求。


此外,Barrel One的物料筒和处理流程都可依据客户的需求再行客制化,以满足不同业者的规格与操作环境。



图六 :   采用Barrel One进行锡剥除所产生的碳总量非常低,平均处理一吨的电脑主机板,仅会产生181(KgCo2e),只有传统方式的红外线烤板机十分一不到
图六 : 采用Barrel One进行锡剥除所产生的碳总量非常低,平均处理一吨的电脑主机板,仅会产生181(KgCo2e),只有传统方式的红外线烤板机十分一不到

另一方面,采用Barrel One也有助於减少碳的排放量。根据台湾行政院环保署的资料,采用Barrel One进行锡剥除所产生的碳总量,远低於使用传统红外线烤板机,平均处理一吨的电脑主机板,仅会产生181(KgCo2e),只有传统方式的十分一不到,是回收企业进行减碳与处理碳交易最好的方案。


低排碳的湿式贵金属回收技术将是未来主流

随着越严峻的环保排碳法规的限制,贵金属处理与废弃物回收的业者都将面临庞大的政治与经济压力,并被迫改采更符合未来环保需求的技术。


而优胜奈米的湿式环保剥金解决方案会是这些业者最好的选择,该公司不仅提供了无需焚烧的湿式环保剥金方案,免除焚烧产生的污染和危险,也提供了自动化的批次处理设备Barrel One,让业者可以快速升级至低排碳的湿式环保回收流程,以因应未来全球性的排碳法规要求。


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