電子廢棄物整套處理設(shè)備研制成功擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)
2014年06月13日 21:56 6799次瀏覽 來(lái)源: 中國(guó)有色金屬報(bào) 分類: 新技術(shù) 作者: 莊逸秀
6月5日,世界環(huán)境日,從上海交通大學(xué)傳來(lái)一則消息,該校環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院的許振明教授帶領(lǐng)其科研團(tuán)隊(duì),從2005年開始,致力于電子廢棄物物理法處理與資源化,如今開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電子廢棄物多級(jí)冷卻破碎-多級(jí)旋風(fēng)分選-多級(jí)高壓靜電分選-渦電流分選技術(shù)及裝備,成功地為電子廢棄物找到了“重見天日”之路。
“看不下去”的感觸促動(dòng)科研
2005年,國(guó)內(nèi)還沒(méi)有一家集電子廢棄物回收、處置及資源化為一體的企業(yè),處理電子廢棄物通常是用露天焚燒、強(qiáng)酸洗金這些“土法子”,讓起初從事金屬物質(zhì)研究的許振明有些“看不下去”:“這些方法也能從電子廢棄物中提取金屬,但產(chǎn)生的廢氣廢液會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。我在廣東汕頭、浙江等地親眼目睹這些現(xiàn)象,一些處理廠家甚至完全靠人工分揀電子垃圾,這會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生極大危害。”
許振明敏銳地意識(shí)到,電子垃圾的資源化將是一個(gè)涉及材料、環(huán)境、化學(xué)、冶金等多學(xué)科的嶄新的學(xué)科生長(zhǎng)點(diǎn)。“電子垃圾”成分復(fù)雜,既含有回收價(jià)值高的稀貴金屬、賤金屬以及廢舊塑料、玻璃等非金屬材料,又含有毒害物質(zhì),處理不好會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此,電子垃圾資源化不能照搬開采一次礦山的方法,它需要多學(xué)科交叉、集成開發(fā)出的新技術(shù)和新裝備。
2005年,許振明團(tuán)隊(duì)按照減量化、無(wú)害化、資源化的原則,開始研究一種高效且無(wú)污染的物理方法,開發(fā)處理電子廢物的技術(shù)與裝備,就此踏上了研究電子垃圾資源化的“不歸路”。“剛到環(huán)境學(xué)院工作時(shí),同事們開玩笑叫我‘垃圾教授’,我一點(diǎn)兒都不介意,因?yàn)檫@就是我愛做的事情。”許振明笑著說(shuō)。
經(jīng)過(guò)多年努力,“垃圾教授”和他的團(tuán)隊(duì)開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電子廢棄物分選技術(shù)及裝備,成功地為電子廢棄物找到了“起死回生”之路: 廢舊電路板被送入一級(jí)破碎機(jī),粉碎成一至二厘米的顆粒;這些顆粒在二級(jí)破碎機(jī)中再次“瘦身”,變成小于0.8毫米的細(xì)粉。它們統(tǒng)統(tǒng)進(jìn)入一臺(tái)高壓靜電分選機(jī)“接受考核”,通過(guò)高壓靜電的作用,非金屬細(xì)粉被一根輥軸牢牢吸住,而金屬細(xì)粉則被“甩”離大部隊(duì)。最后,金屬細(xì)粉再通過(guò)真空蒸餾分離出金、銅、鐵、等各種成分,非金屬細(xì)粉能擠壓制作成再生板材——這樣一來(lái),所有的廢料都能“發(fā)揮余熱”了,實(shí)現(xiàn)了廢舊電路板100%的資源化,且整個(gè)過(guò)程無(wú)三廢排放。
“利用廢舊鋼材再生鋼材,可以減少97%的采礦廢物、80%左右的污染、節(jié)約90%的原材料,而且兩種鋼材的性能相同。”許振明的手上拿著一個(gè)印有交大標(biāo)志的窨井蓋,乍一看,與我們平常見到的窨井蓋并無(wú)二致,而這就是他讓電子廢棄物“重見天日”的成果之一。“我國(guó)礦產(chǎn)資源總量約占世界總量的12%,人均排名卻在第53位。在實(shí)施一系列可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的同時(shí),必須加強(qiáng)廢物的循環(huán)利用,進(jìn)行二次資源的開發(fā)。”許振明強(qiáng)調(diào)。
9年科研之路其樂(lè)無(wú)窮
許振明坦言,從實(shí)驗(yàn)室走向車間是電子垃圾資源化技術(shù)遭遇的最大瓶頸,因?yàn)檫@靠的是真本事:“比寫篇論文還難,帶不來(lái)效益是不行的。”有一次,他在一家著名環(huán)保企業(yè)的設(shè)備展上就電子垃圾的回收技術(shù)做主題演講,第二天,企業(yè)的老總就找上門來(lái)要求合作:“我感覺你們是做實(shí)事的,我們就要找做實(shí)事的”。
“社會(huì)需要這種技術(shù),但是會(huì)做的人很少。”目前,許振明的團(tuán)隊(duì)正與上海一家知名環(huán)保公司合作,利用核心技術(shù)創(chuàng)建國(guó)家環(huán)保部和上海電子電器廢物回收信息與處置工程技術(shù)研究中心及研發(fā)基地。其技術(shù)和裝備應(yīng)用于國(guó)家“廢舊家電以舊換新”定點(diǎn)企業(yè),為政策實(shí)施提供技術(shù)保障,滿足本行業(yè)國(guó)內(nèi)處理企業(yè)的重大需求。同時(shí),他們還為中共中央和國(guó)家機(jī)關(guān)提供電子信息存儲(chǔ)介質(zhì)銷毀技術(shù)和裝備,保障中共中央和國(guó)家機(jī)關(guān)電子信息的安全處置問(wèn)題。
用9年時(shí)間做同一件事情,難道沒(méi)有厭倦的時(shí)候?許振明的回答卻是“其樂(lè)無(wú)窮”。
“社會(huì)在發(fā)展,我們也在發(fā)展。研究者的工作必須面向國(guó)民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng),不斷滿足社會(huì)發(fā)展需求。”許振明打了一個(gè)比方:“過(guò)去,我們研究怎么回收拆解電視機(jī),這個(gè)是我們的‘大頭’?,F(xiàn)在液晶顯示屏的運(yùn)用越來(lái)越多,未來(lái)就會(huì)產(chǎn)生新的回收問(wèn)題。我們要提前研究出解決之道,‘時(shí)刻準(zhǔn)備著’。”
“不能盲目跟風(fēng),國(guó)外做什么,我們也跟著做什么”——許振明經(jīng)常跟自己的研究生這樣強(qiáng)調(diào)。“難道只有電子信息業(yè)、航空航天、生物醫(yī)藥等行業(yè)是高科技嗎?回收這些高科技產(chǎn)品同樣也需要高科技,也有廣闊的空間。”
在他看來(lái),中國(guó)老百姓的觀念需要轉(zhuǎn)變。不少中國(guó)家庭的習(xí)慣是電器用得實(shí)在不能用了再換,也有人喜歡把廢舊家電賣給小販,小販們通常經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單維修,再將家電二次售賣。此舉不但容易因電器高耗能造成環(huán)境破壞和安全隱患,也會(huì)給主流企業(yè)帶來(lái)傷害,“山寨手機(jī)”正是這樣來(lái)的。“電器過(guò)了使用年限就等于是敲響了‘警鐘’,可能已經(jīng)進(jìn)入超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)了。”他呼吁百姓通過(guò)正規(guī)渠道“以舊換新”,讓電子垃圾得以正確回收。
從垃圾回收中培養(yǎng)創(chuàng)新人才
許振明選才的標(biāo)準(zhǔn)只在于兩個(gè)字:興趣。“用功即成事”就是他的教育之道。
“許老師時(shí)常對(duì)我們說(shuō),電器電子產(chǎn)品屬于高科技產(chǎn)品,集高科技于一身,制造難,回收、變成資源更難。垃圾回收不但回收出真金、白銀,同樣也會(huì)培養(yǎng)出多學(xué)科交叉創(chuàng)新人才。”已經(jīng)畢業(yè)的碩士研究生小周說(shuō)。
在許振明的“垃圾團(tuán)隊(duì)”里,學(xué)生們來(lái)自環(huán)境、物理、化學(xué)、材料、冶金、生物等多個(gè)專業(yè),堪稱“大雜燴”。對(duì)此,許振明有他自己的解釋:“電子垃圾回收與資源化包括收集、儲(chǔ)運(yùn)、拆解、解離、分選、提純等各種技術(shù),要求多學(xué)科交叉。因此,我招收的研究生專業(yè)背景各不相同,形成一個(gè)多學(xué)科交叉的學(xué)術(shù)團(tuán)體。”
做得多了,在國(guó)際上也就逐漸有了聲望。博士生李佳關(guān)于廢舊電路板回收與資源化方面的研究成果在國(guó)際環(huán)境類著名刊物《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》上發(fā)表,《紐約時(shí)報(bào)(科學(xué)版)》給予極大關(guān)注,國(guó)際最權(quán)威的科普刊物之一,英國(guó)《新科學(xué)家》雜志也給出了高度評(píng)價(jià)。英國(guó)劍橋大學(xué)著名環(huán)境學(xué)教授認(rèn)為這是一種非常重要的資源回收利用技術(shù),具有廣泛的應(yīng)用前景。
幾年前的一次國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)上,許振明發(fā)現(xiàn)國(guó)外專家對(duì)中國(guó)電子廢棄物回收和處理現(xiàn)狀的了解幾乎是“一窮二白”,他便認(rèn)真地給外國(guó)科學(xué)家們進(jìn)行科普。“我經(jīng)常對(duì)學(xué)生講,作為研究者,你們有責(zé)任向全世界同行呼吁,中國(guó)已經(jīng)在友好地回收和處理電子廢棄物了。”許振明說(shuō)。2012年,碩士生周蕾在國(guó)際知名學(xué)術(shù)刊物發(fā)表論文,闡明中國(guó)已建立完善的電子廢棄物回收和處理法律、法規(guī)以及回收體系,開發(fā)出的先進(jìn)處理技術(shù)已具有國(guó)際領(lǐng)先水平并獲得工程應(yīng)用,提出電子廢棄物處理與資源化的未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。
對(duì)許振明他們而言,未來(lái)的路還很長(zhǎng)。“我國(guó)每年產(chǎn)生的廢棄電子電器總量達(dá)300萬(wàn)噸,其中廢棄電路板也有8萬(wàn)噸左右。靠工業(yè)文明發(fā)展起來(lái)的城市,正在成為一座座永不枯竭的‘城市礦山’。”對(duì)許振明他們而言,挖掘“城市礦山”的潛力正是他們研究的價(jià)值所在。他還想著,上海交大有強(qiáng)大的理工科和管理科學(xué)背景,如何依靠學(xué)校優(yōu)勢(shì)進(jìn)行協(xié)調(diào)創(chuàng)新,不斷提高開采“城市礦山”的水平。
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