楊 猛，何鸝潁，劉 揚，寶 暄，武 鵬

（北京出入境檢驗檢疫局，北京 100176）

固體廢物一般是指對所有者不具有使用價值而被廢棄的固態(tài)或半固態(tài)物質(zhì)，根據(jù)《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》，可以分為工業(yè)固體廢物、生活垃圾、危險廢物三類。固體廢物包含很多種可回收物質(zhì)，通過處理可以提取出來。本文重點研究固體廢物的處理方法及如何加以重新利用。

1 工業(yè)固體廢物處理和利用

工業(yè)固體廢物包括礦業(yè)、冶金、能源、石化、輕工等行業(yè)產(chǎn)生的固體廢物。本文以礦業(yè)固體廢物為例，簡述其處理和利用。

礦業(yè)固體廢物指和主礦石相伴相生的尾礦和有用礦體周圍的廢石，廢石不僅可以填充礦井，還可以加工成建筑材料，尾礦和廢石可以通過二次資源開發(fā)進行回收和利用，這樣不僅可以充分利用越來越少的礦業(yè)資源，更可以減少廢物排放對環(huán)境的污染。例如銅礦廢石中包含硫化銅、黃鐵礦等多種金屬硫化物，如果對這些廢石不進行處理而棄之于廢石場，會因為鐵硫桿菌、雨水和空氣中氧氣產(chǎn)生化學反應，生成銅、鐵、硫等離子的酸性水，造成環(huán)境和水源的污染?？衫盟嵝越鰪U石中的銅，然后利用萃取技術回收其中的銅，循環(huán)操作。例如煤矸石，化學成分以SiO2、Al2O3為主，其次為Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、TiO2、SO3、P2O5等，礦物成分主要為高嶺石、石英，其次是長石、云母、方解石等，可用于生產(chǎn)煅燒高嶺土、制磚、制陶粒等。

2 生活垃圾的處理和利用

生活垃圾是指在日常生活中或者為日常生活提供服務的活動中產(chǎn)生的固體廢物。城市是生活垃圾最為集中的地方，其中有大量的廢紙、塑料、玻璃、金屬等可回收物[1]，由于物流、快遞的迅速發(fā)展，包裝廢棄物在生活垃圾中所占的比重也越來越大。

生活垃圾的處理，首先應該把其中的危險廢物分揀出來單獨按危險廢棄物處理，然后將其他非危險的生活垃圾按照廢紙、塑料、玻璃、金屬、紡織物等分揀出來，再對分揀出來的各類作進一步去污凈化后做為再生原料利用，將經(jīng)分揀后不含危險廢物的生活垃圾由環(huán)保部門送入垃圾填埋或焚燒廠進行填埋、焚燒處理。

3 危險廢物的處理和利用

對于危險廢物，如含有害物質(zhì)的廢電池和日光燈管，應該分揀出來，嚴格按照防爆措施妥善保管，并且按照技術標準規(guī)定的方法做適當?shù)奶幚怼?/p>

以廢電池為例，目前電池應用十分廣泛，生產(chǎn)和使用量非常大，尤其是近年動力鋰電池生產(chǎn)和使用量增長迅速。由于電池使用壽命短，每年造成廢棄的電池量非常巨大。廢電池中含有廢酸、重金屬等有害物質(zhì)，如報廢后的鋰電池含有六氟磷酸鋰、碳酸酯類有機物以及鈷、銅等重金屬等，如果不能進行回收和處理，會對環(huán)境造成嚴重污染和危害。但從另一個角度說，廢電池中含有的有價金屬和非金屬也是有用物質(zhì)，可以采取綜合處理技術回收其中的有價金屬和非金屬礦物，實現(xiàn)資源再生，這對保護環(huán)境資源具有很好的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。

廢電池的回收技術主要采用干式或者干式—濕式聯(lián)合技術[2]。干式技術又可分為機械分選法和熱解法。熱解法是通過熔化廢電池材料來獲得金屬的一種方法。將放電后廢電池切碎后，放進一個已加入石灰石作為造渣劑的爐中進行熔煉。先緩慢加熱廢電池，降低爆炸風險，讓電解質(zhì)蒸發(fā)。之后進入溫度較高的區(qū)域，廢電池中所有的塑料和有毒溶劑都會燃燒，通過冷凝將不同密度的金屬分離出來。熱解法優(yōu)點是在高濃度和相對清潔的合金中，可以很有效地回收鎳、鈷和銅。目前，熱解法已經(jīng)可以實際應用于工業(yè)規(guī)模，是一種成熟的冶金技術。

而干式—濕式法主要是使用化學溶液來分離電池中的化合物，例如水熱法，是通過酸反應讓金屬沉淀。先通過機械方式拆解電池，陰極材料被粉碎后，加入某些溶劑或酸劑溶解電池中的粘合劑，而留下金屬氧化物懸浮在溶液中。

廢鋰電池回收處理設備主要采用干式物理回收法，結(jié)合廢氣、廢渣處置措施，具有綠色環(huán)保、無二次污染等特點，并兼顧經(jīng)濟與環(huán)保效益，既實現(xiàn)有價組分的利用，又可對有害組分無害化處理。整個回收過程可全部實現(xiàn)工業(yè)自動化，回收效率高，處理能力強，廢舊鋰電池有價組分回收利用率可達90%以上。

鋰電池主要由外殼、正極、負極、電解液與隔膜組成。正極是通過起粘結(jié)作用的PVDF將鈷酸鋰粉末涂布于鋁箔集流體兩側(cè)構(gòu)成；負極結(jié)構(gòu)與正極類似，由碳粉粘結(jié)于銅箔集流體兩側(cè)構(gòu)成。廢鋰電池中通常含鈷5%～15%，鋰2%～7%，鎳0.5%～2%，其回收再利用價值相對較高。

廢舊鋰電池回收處理的主要設備：剝殼機、鋰電池正負極片分離設備、粗碎機、微粒粉碎機、微粉分級機、旋風分離器、脈沖除塵器、高壓風機、磁選機、經(jīng)典分離設備等。鋰電池正負極片分離設備主要對報廢鋰電池正負極片中的鋁箔、銅箔與正負極材料進行分離處理，以達到循環(huán)利用的目的。整個生產(chǎn)線成套設備在負壓狀態(tài)中運行，生產(chǎn)過程中無粉塵外溢，分離效率可達90%以上。通過破碎篩分與氣流分選組合工藝，對不同材料進行分離，以實現(xiàn)廢鋰電池正負極片中的銅、鋁與碳粉(石墨)的高效分離回收。具體流程是將原料用粗碎機破碎至10mm以下，再進入微粒粉碎機進行剝離粉碎，后進入微粉分級機分離處理，尾灰由后道旋風分離器及脈沖除塵器收集。通過吸風機、磁選分離磁性金屬和非磁性物質(zhì)、風選機、水式摩擦機、渦電流分選機、重介質(zhì)分選機、靜電金屬分選等設備將廢舊鋰電池分選出鎳、鈷、鋰粉等具有較高市場價值的貴金屬，以及塑料、鐵、鋁、不銹鋼、銅、碳粉(石墨)等多種金屬與非金屬物料。這樣，絕大多數(shù)的廢舊鋰電池有用物質(zhì)均得以回收。

4 結(jié)語

隨著科技的發(fā)展，在國家越來越重視環(huán)保的大趨勢下，對固體廢物回收處理使其利用效率更高、成本更低的新技術新設備將會層出不窮，各種固體廢物中不可忽視的寶貴資源，如黑色金屬、重金屬、輕金屬、貴金屬、稀有金屬、塑料、玻璃、非金屬礦物等，會被重新回收并加以利用，而不是作為垃圾污染環(huán)境，同時也消除了很多危險因素和安全隱患。而且這些二次資源的重新回收處理和利用，必將帶動我國環(huán)保工業(yè)的成長壯大與發(fā)展，為國民經(jīng)濟發(fā)展做出不可忽視的貢獻。

[1]楊慧芬，張強.固體廢物資源化[M].北京：化學工業(yè)出版社，2013.

[2]陰軍英，張超，王彩紅.廢舊鋰電池的回收和綜合利用研究[J].廣東化工，2011，38(7)：84，87.