镉在电子上的应用 1块电池的镉可污染3个游泳池的水！如何让电子垃圾变废为宝？专家这样说！|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

1块电池的镉可污染3个游泳池的水！如何让电子垃圾变废为宝？专家这样说！

大家知道吗？我们经常随手丢弃的废干电池，全球范围每年就有60多亿只，里面总共含有7万多吨锌，10万吨二氧化锰。这些资源如果都能被重新利用，将会成为巨大的财富。

而1吨废弃手机里的黄金含量，要比1吨金矿的黄金含量还要高。每120部旧手机能炼成6克金。在欧洲，已实现了从1吨废弃的手机里提取出了400克左右的黄金 。

据不完全统计，2015年我国电子垃圾产生量已突破600万吨，2017年，电子垃圾总量已达720万吨，预计到2030年将增长到2700万吨。据此估算，每年全国丢弃的电子垃圾，相当于白白丢掉好几百吨黄金。

电子垃圾里有宝贝，也含重金属铅、汞、镉等有毒有害物质。但是若得不到环保处理，一块镍镉电池中的镉就可以污染三个标准游泳池中的水。

■ 上海电子废弃物资源化协同创新中心

上海第二工业大学电子废弃物研究中心主任、上海电子废弃物资源化协同创新中心执行主任王景伟教授告诉周到君，对于普通市民而言，要记住生活垃圾中的废电池、废灯管等属于有害垃圾，分类时要注意区别；同时家庭中产生的老旧手机、废冰箱、彩电等电子垃圾，建议交付给正规企业进行回收。

那么废电池、废灯管等有害电子垃圾被分拣后，怎样才是最优化的处理呢？答案就是：将电子废弃物资源化 。

走进设在上海第二工业大学内的上海电子废弃物资源化协同创新中心，废弃线路板非金属材料的资源化成套技术与装备、CRT含铅玻璃全组分资源化成套技术与装备、微生物法回收有价金属成套技术与装备、废弃硒鼓资源化处理的“二代”装备等就能让电子垃圾变废为宝。

上海电子废弃物资源化协同创新中心白建峰教授介绍，电子垃圾的资源化利用需要各项高技术的有效支撑 。围绕电子废弃物的立法管理和资源化处理，中心开展政策标准的研究制订、工艺技术与装备研发、产学研合作等方面的一系列工作，团队历经十余年研发形成了“电子废弃物资源化与污染防治”的系列技术与装备。

谈“铅”色变？碱介质机械活化强化浸出CRT玻璃中的金属铅

儿童铅中毒、血铅超标，很多家长朋友谈“铅”色变，殊不知，在每年大量报废的老式电视机中，均含有一定量的氧化铅。

目前大量电视与电脑显示器已进入报废阶段，我国每年产生4000-5000 万台废CRT显示器。由于CRT逐渐被液晶显示器所替代，CRT含铅玻璃无法再循环利用；而将其直接用于玻璃陶瓷、泡沫玻璃等产品的制备，则面临将玻璃中的铅等重金属迁移的环境风险，所以必须为CRT含铅玻璃寻找新的出路。

二工大电子废弃物资源化团队采用碱介质机械活化强化浸出—电沉积法回收废CRT含铅玻璃中的金属铅，通过机械活化强化浸出CRT玻璃中的元素铅，大幅提高其浸出率，提取铅后的玻璃残渣用于制造轻质玻璃基保温隔热材料，去除了铅的危害，实现了废旧CRT含铅玻璃的无害化和资源化处理。

废弃物中环保高效回收多种有价金属

废弃线路板里含有铜、金、银、铅等多种有价金属，远远超过矿石中的含量，是电子废弃物中资源化价值较高的部件，对其处理技术要求也高。

■ 废弃硒鼓资源化处理流水线

针对废弃线路板较难处理、传统方法易产生二次污染等问题，二工大电子废弃物资源化研究团队提出了微生物法回收废弃电路板中铜等有价金属工艺，通过微生物菌种将废弃线路板中的金属“吃掉”，建立处理废弃线路板的微生物法清洁技术与装备。

历经近10年的研发，该团队已经完全掌握自主知识产权的成套技术与装备，目前该方法已经完成中试级试验，整个生产工艺投产后生产过程可实现无人值守。同时该方法已经延伸用于线路板生产源头的龙门挂架脱铜、及其生产废水处理后污泥中铜的回收等方面。

被遗弃的废树脂粉处理不当产生二恶英

回收金属后残留的废树脂粉若弃之，成为二次污染物。废树脂粉中主要含有热固性环氧树脂、玻璃纤维以及溴化阻燃剂和少量金属。国外主要采用焚烧或填埋。由于这些废树脂粉中含有溴化阻燃剂，焚烧时如果温度控制不当易产生二恶英。

据行业内人士估计，仅沪宁区域内年产生的这种废料达3-5万吨，给环境带来威胁。

二工大电子废弃物资源化研究团队通过自主开发的绿色化学技术回收线路板中的环氧树脂，即将网状结构的热固性环氧树脂分解，释放出玻璃纤维，同时回收环氧树脂，该技术不仅有效回收资源，且不产生二次污染。

镉资源储量分布情况和矿产产量，镉的用途和应用领域

镉资源储量分布情况和矿产产量

【在自然界中的存在】

镉在地壳中含量约为0.1~0.2mg/kg。镉的单独矿物不多，一般作为锌的伴生矿存在。在普通的锌矿中，锌与镉的比例范围是200:1至400:1之间。闪锌矿是锌矿中最具有经济开采价值的矿物，掺杂其他矿物的量最少，镉与锌化学性质有些相似，所以在闪锌矿的晶格中经常替代锌。镉矿当中的硫镉矿，经常与风化的闪锌矿和纤维锌矿关联很大，但是程度不深。

【全球镉资源储量分布情况】

根据美国地质调查局(USGS)2014年公布的数据显示，截止2013年全球镉储量总量为500,000吨，目前中国是各国当中镉储量最为丰富的国家，以92,000吨镉储量占全球总量的18.4%。其他蕴藏镉资源较丰富的国家有：秘鲁、墨西哥、印度、俄罗斯、美国等。

【中国镉资源储量及分布情况】

中国镉资源储量：92,000吨 (2013年USGS数据)。资源分布特点：多与铅矿、锌矿等以共、伴生形式存在；镉矿主要分布在中部、西南部及华东地区。中国的中部、西南部及华东地区镉资源探明储量占中国累计探明总储量的88%，保有储量占中国总保有储量的87.1%。据统计，中国镉采出量主要集中在西南地区，其镉采出量占中国总采出量的59.4%。根据《全国各省矿产储量表》，我国探明具有镉矿储量的有23个省、市、自治区。根据《矿产工业要求参考手册》，镉矿规模按储量分类：大型镉矿储量大于3000吨，中型镉矿储量500—3000 吨，小型镉矿储量小于500吨。(数据截止2005年)截至2005年底，全国镉地区镉采出量见表。据统计，全国计入统计的镉采出量为136.10kt。从不同地区来看，西南地区镉采出量达80.82kt，占总采出量的59.4%；其次为中南地区，其镉采出量占总采出量的22.8%；西北地区镉采出量也达到12.85kt，占总采出量的9.4%。云南省是镉资源产出大省，其镉采出量达63.20kt，占全国总采出量的46.4%；青海省镉资源储量虽然丰富，但尚未开采利用。由于镉的污染性很大，所以储量丰富的地区往往是污染最严重的地方。

【全球精镉产量】

据美国地质调查局(USGS)最新公布数据显示，2014年全球镉产量2.22万吨，与2013年持平。亚洲是全球最大的初级镉金属产区，以中国、韩国、日本为主。

2013年日本的精镉产量由1830吨降至1790吨，而韩国的产量由4000吨增加至4090吨，中国的产量仍居首位，呈小幅增长趋势，7300吨，约占全球总产量的33%。全球近63%的精镉产于亚洲(中国，印度，日本，朝鲜，韩国)，20%产于欧洲和欧亚中部(保加利亚，德国，哈萨克斯坦，荷兰，挪威，波兰和俄罗斯)，仅13%产于北美(加拿大和墨西哥)，4%产于南美(阿根廷，巴西和秘鲁)。在亚洲，中国是金属镉主产国，产出占全球总量的33%。日本镉生产主要由日本的同和矿业(Dowa Metals and Mining Co., Ltd.)公司位于秋田市锌冶炼厂，三井公司(Mitsui Mining and Smelting Co., Ltd.)位于八户(Hachinohe)和上岗 (Kamioka)的冶炼厂，住友金属冶炼公司(Sumitomo Metal Mining Co., Ltd)的Harima锌冶炼厂，东宝锌厂(Toho Zinc Co., Ltd)的安中锌冶炼厂，这几家公司完成。

2011年间，住友集团将其馈给料从生产精矿转移到再生氧化锌的生产中，这导致Harima冶炼厂镉产量的大幅下降。住友集团表示，这次原材料的转变会导致冶炼厂内镉产量减少近50%。韩国的韩锌公司(Korea Zinc Ltd.)的昂山(Onsan)锌铅精炼厂每年镉产能达到3000吨。永丰公司(Young Poong Corp.)的Sukpo 锌精炼厂每年镉产能达到1400吨。韩国生产的镉大部分出口至中国。印度的Hindustan Zinc Ltd.(HZL)公司在Chanderiya铅锌冶炼厂区、Debari 锌冶炼厂和Vizag锌冶炼厂进行镉的生产。HZL每年镉金属的产能可达到830吨。Binani Zinc Ltd公司的锌厂也生产少量的镉，产能为80吨每年。

澳大利亚的Nyrstar旗下的Hobart zinc smelter每件可生产近300吨到400吨的镉金属，主要从铅锌矿中的精锌矿中提取镉。

镉的用途和应用领域

【镉应用分布】

镉的最主要应用领域为电池行业，用在镍镉电池上，但是现在笔记本电脑和手机上的镍镉电池已经渐被锂离子电池所取代。镉的毒性已经催生了多项禁用立法，尤其是在欧盟地区。目前，全球近86%的镉应用于制造镍镉电池，9%用于生产颜料，4%用于生产涂料，1%用于生产合金，太阳能电池板和稳定器。

在消费方面：按国家而言，中国、比利时、日本三国镉消费占全球总量的77%，中国(33%)、比利时(32%)和日本(12%)。就下游应用市场而言，镉镍电池,占大多数的全球消费，其余分布如下,按消费递减的顺序:颜料、涂料和电镀、塑料、有色合金，其他专门用途(包括光伏设备)。

【镍镉电池】

小型可携带镍镉电池占镍镉电池中镉消费量的80%，主要用于消费性电子产品中。工业应用的镍镉电池占余下的20%，这类电池主要用于航空和铁路行业：在航空应用中，镍镉电池可以为引擎提供启动电源，并且可以作为飞机电路的备用电源；在铁路交通体系中，镍镉电池用来启动机车引擎，为客车和轨道信号灯提供电源。

镍镉电池与其他化学电池相比，因其在成本上的优势，在中端消费电子产品和电器中非常受欢迎。2012年镍镉电池的平均价格在1.20 美元左右，比锂电子电池便宜近62%，比镍金属氰化物电池便宜77%。在过去几年间，由于锂电子电池的成本不断下降且蓄电能力不断增强的背景下，锂电子电池在一些低端电子产品中开始取代镍镉电池。镍镉电池与其他可充电电池在技术上相比拥有优越的稳定性和可靠性，所以镍镉电池在一些工业应用中依然保持其地位。镍镉电池可以为电动车提供电源，也应用于很多混合动力车中。同时，镍镉电池也被用作为偏远地区和欠发达地区提供电能混合动力系统的缓冲存储器。这种混合动力系统具有可运输且可再生特点。

工业规模的镍镉电池也具备为并网太阳能或风能设备储能的潜力。在用电需求少的时间段储存多余的电能，并能够将其派遣到用电高峰期使用。镍镉电池的稳定性和可靠性也能使其在离岸的恶劣环境中应用。镍镉电池的优缺点

镍镉电池产业几乎全部集中在亚洲，重要的生产商包括：比亚迪有限公司(中国)；松下(日本)；三洋电器(日本)。

【颜料】

无机的金黄色硫化镉主要被用作颜料。在颜料应用中，镉颜料是锌和汞的替代品，从金黄色到紫红色的镉硫化物是硒的替代品。镉颜料具有耐光、耐晒、耐候性优良、耐高温、遮盖力强、着色力强、不迁移、不渗色等特点，广泛应用于塑料、涂料、色母粒、橡胶、皮革、凹版印刷油墨、美术颜料、高档烤漆、搪瓷、陶瓷、玻璃、彩色砂石等建筑材料和电子工业等行业。在聚合物着色方面，它几乎可用于所有树脂和塑料。但它主要应用于工程塑料的上色，因为工程塑料需在高温下进行加工，而镉颜料可以在不断升温的环境下不发生变异。