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电子电气装备废弃物(WEEE)塑料回收领域面临着许多切实的挑战。WEEE的收集和回收率远低于其他领域,部分原因在于生产者责任计划的问题。回收电子废物在技术上十分复杂,因为产品中的金属与各种聚合物(如ABS、PC、PC-ABS、PA、PMMA)混合在一起。一些WEEE塑料还有添加剂残留的问题。很多公司和组织持续投资回收设施、开展合作研发项目、使用WEEE回收塑料制造产品,努力让回收循环体系发挥作用。

德国的情况很好地阐释了WEEE回收要取得实质性进展所面临的困难。《德国电气电子设备法》成败参半。德国联邦二次资源处理协会(BVSE)于六月份表示:“德国要想达到电子电气设备设定的65%最低收集率,还有很长一段路要走。”65%的最低回收率于2019年1月生效(根据当前进入市场的电子电器设备的平均重量计算)。然而BVSE表示,WEEE每年的回收量已稳定在约85.3万吨,相当于45%的回收率。
《德国电气电子设备法》为WEEE领域的从业者——制造商、零售商、市政当局、经认证的回收商等——建立了责任框架,但是该系统表现不佳,德国政府不得不提出修正案。修正案拟于2022年1月1日生效,把回收理念和其他措施引入商业产品中。BVSE表示已经要求获得初始处理系统认证的回收公司回收家庭废旧设备。该组织说,除了增加回收率之外,收集系统需要升级换代,这样运到回收设施的电子设备才能完好无损。
WEEE论坛表示,只有少数几个欧盟成员国有能力达到设定的收集目标,论坛也在9月份呼吁欧盟对其WEEE政策措施进行全面的修改。该组织作为生产者责任组织(PROs)的代表,称现行的“延伸生产者责任制”(EPR)“与目标不符”,并已经研发了“新愿景”加以取代。
WEEE论坛的四步计划推荐采用“全员行动”的政策模式,即让所有与WEEE相关的私营和公立实体履行自己的法律义务,主管部门负责监督执行情况。“这种模式将为构建更加公平、包容的市场,并在持续合作的基础上加强监督。”论坛表示。
其中一步计划还要求与WEEE相关的PROs通过收集设施和回收计划来收集WEEE,而无需为解除不到的材料负责,如金属废料处理。为了提高收集率,WEEE论坛建议主管部门应该实施以下举措:设立协调单位,完善收集网络,加强对WEEE流的监管。最后一步计划是根据市场或以往收集的WEEE量投放设备数量,修改算法,设定每个成员国WEEE收集量的新目标。

电子产品循环利用伙伴关系制定了具有远大目标的路线图
全球电子生产商共同建立了“电子产品循环利用伙伴关系”(CEP),推动电子行业向可持续、经济可行、可循环方向发展。该组织的愿景文件写道:“以上目标将通过这些途径实现:循环设计原则;材料、产品、组件闭环;数据驱动系统;可靠的商业模式和先进的伙伴关系。该组织还制作了路线图来展示如何在2030年前完成目标。路线图制定了实现远大目标的路径,如提升WEEE收集率,扩大耳机材料市场,创造逆向供应链等。“到2030年,全球回收系统将把二手电子电气装备的重新利用最大化,”CEP表示,“跨境EPR计划和不同项目的融合将有助于打破孤岛效应。回收将得到生产商的重视,也能获得消费者的信任,将产生良好的环境、社会和经济效益。”
CEP继续说道:“到2030年,电子回收行业将通过优质加工、完全可溯源和取代原生料等方式充分利用回收材料,确保价值链中所有的参与者的社会经济状况。”
WEEE回收领域所需的提升可能相当可观,但是成熟的WEEE回收商并未气馁,而是持续投资新建设施或者扩大规模。Remondis(瑞曼迪斯)正在德国吕嫩市(Lippe)的工厂建造新的厂房,专门拆解冰箱和冷冻机。吕嫩市现有的拆解中心于2006年开始运行,Remondis公司刊物报道称,拆解中心的技术“已经过时了,承受力也已经达到极限”。新的设施将于2021年第三季度开始运行。
2019年该公司在之前吕嫩拆解中心旁边建造了一个WEEE塑料加工厂,既减少了运输成本,又让Remondis可以充分利用从制冷机器中回收的塑料。公司表示:“新的吕嫩冰箱/制冷器回收厂每年产能可达两千吨,将是欧洲同类工厂中十分现代化的,回收率也十分出色。”
新的拆解设施将配备一个特殊的矩阵,使用混合装置对设备进行脱气。该技术已运用在Remondis法国特鲁瓦的拆解中心,有助于回收大批量的材料。
Coolrec比利时和荷兰的工厂投资分离技术以改善分离金属、ABS和PS的效果。六月份,该公司花费50万欧元购买静电分离机,之后在其位于荷兰瓦尔韦克工厂举行了小型的庆祝仪式。机器可以处理约六千吨混合废弃电器,转化为纯度98%以上的ABS和HIPS塑料薄片。

Coolrec在比利时和荷兰的工厂投资了分拣科技
“Coolrec这项新投资使其成为欧洲可持续发展能力最强的WEEE回收商,”Coolrec总经理迪特尔·埃文代尔(Dieter Avondas)表示,“我们将继续完善次生原料的生产过程,让回收材料与原生材料看起来没有任何差别。我们能够生产纯度为98%次生原料,这表明塑料行业具备了使塑料产品更加绿色环保的条件。”
Coolrec作为Renewi的子公司表示安装机器分为两个阶段。第一个阶段是大型杂质分离器从待净化的塑料流中去除混合废物流,例如纸张、木纤维或橡胶块。第二个阶段根据电磁负荷对塑料进行分类,用来生产纯度为98%的ABS和HIPS薄片。该公司表示,“次生颗粒几乎与初级原材料没有差别,而且这样Coolrec就能够进一步改进高价值再生材料的分类、加工和生产”。
美国WEEE回收商Universal Recycling Technologies(URT)在威斯康星州简斯维尔总部也投资了一个新型塑料分选系统。该系统每小时可以处理6000磅的WEEE塑料,同时从塑料流中回收100%的金属污染物。系统在中间密度流体中处理材料,专门为分离多个沉浮罐中指定类型的塑料而设计,回收的塑料包括PS、ABS、PP和PE。
URT表示三年前就开始研究和投资在其金属回收业务中添加塑料分选系统的可能性。2019年,URT建造了一个原型系统来测试设计流程和评估产品。“我们在市场上看到机会,希望为客户提供稳定的本地电子产品回收解决方案。”URT总裁吉姆·康韦尔(Jim Cornwell)说。
该公司表示回收塑料对于WEEE回收商已经变得非常重要,因为《巴塞尔公约》修订改变了塑料出口的要求。URT销售副总裁杰夫·格洛德(Jeff Gloyd)说这个系统“允许URT在塑料回收领域掌握自己的命运,帮助我们形成稳定的价值观,反过来能更好地为各类客户服务。”
欧绿保集团(Alba Group)报道称已经赢得了新加坡国家环境局(National Environment Agency of Singapore)的国际招标,负责建设和运营新的电子废物收集系统。新加坡第一次颁布了新的法律,为生产者确定废物收集和回收的责任原则。该电子废物回收项目由EPR计划出资。Alba正在建立一个收集系统,涵盖垃圾箱、周末临时收集点、零售商退货系统以及整个新加坡市的付费收集服务。

Alba在新加坡建立收集点并为消费后电子垃圾开发了Step Up应用程序
为了让WEEE塑料发挥最大潜力,用来生产高价值的终端产品,必须想办法解决首次使用后残留在材料里的添加剂。Nontox项目属于针对该问题的欧盟合作研发项目之一,由VTT研究所、Aimplas、Fraunhofer IVV等研究机构以及Coolrec、Stena Recycling、Galea Polymers、Treee等WEEE回收商共同参与。
Aimplas表示Nontox专注于回收WEEE中的塑料、报废汽车、含有溴化阻燃剂(BFRs)等添加剂的建筑废物和拆建废料。该公司表示运用了两种不同的技术——Extruclean和CreaSolv——来消除塑料废物中所含的有害物质,如ABS、EPS、PS、HIPS、PE、PP。
Nontox项目与其他电子和其他行业塑料回收的欧盟项目一起在7月的网络研讨会上发布。据估计,Nontox工艺流程每年可在欧洲回收218万吨适用的材料,回收能力提高了74%,减少温室气体排放210万吨。
Nontox项目正在研究使用活性高光谱遥感技术来分选材料,该技术能够识别含有BFRs的塑料。溶剂型工艺CreaSolv可分离出添加剂和污染物,而Extruclean是挤出型机械回收工艺,在挤出物料的同时运用超临界CO2流体去除添加剂。

“Nontox项目的挑战是如何使用这些技术来达到基本去除有害物质的目的,”项目协调人、VTT技术研究中心高级科学家默罕默德·萨德·库雷希(Muhammad Saad Qureshi)在网络研讨会上说,“我认为这些技术再过几年就可以实现商业化了。”
他就AHS技术的问题做出回应:“项目进行到一半我们就已经能够将BFR塑料的分离效率提高到80%。我们还在不断改进技术提高效率。”
Plast2bCleaned合作项目也专注于从WEEE塑料中分离出BFR和三氧化二锑阻燃添加剂。项目协调员、TNO高级塑料顾问埃丝特·桑德凡(Esther Zondervan-van den Beuken)在研讨会上介绍该项目:“项目进展非常顺利。我们快要达成减少溴含量的目标[减少到0.4%],而在减锑方面,我们已经达标。”
Plast2bCleaned项目中正在开发的工艺包括WEEE塑料机械预分选,再在溶解设备中分离三种物料流——聚合物、溴和三氧化二锑。项目为期四年,已经开展了两年时间,目前运用小规模的分选技术,并为正在使用的拉曼光谱创建了数据库。目还在TNO设立了实验室规模的溶解工艺流程,为在弗劳恩霍夫化学技术研究院(Fraunhofer ICT)使用1 kg样品进行大规模的演示做准备。
Plast2bCleaned项目的合作伙伴包括Elix Polymers、Electrolux、Gaiker和Coolrec。后两家公司正在与Fraunhofer ICT、Erema、Otto Schouter等公司开展在网络研讨会上展示过的Creator项目。Creator项目研发的工艺流程使用溶解技术从WEEE塑料中分离BFR,用激光诱导击穿光谱(LIBS)识别BFR。
除了提高收集率、除去残留的添加剂,WEEE回收料的用途也需要进一步开发,才能在该领域达成可持续性的循环回收。消费电子品牌、制造商和WEEE回收公司近期的动态正在围绕这一需求展开。
作为其“循环倡议2021项目”的一部分,白色家电生产商Electrolux于7月推出了2-Infinity真空吸尘器样机,由Electrolux与瑞典合作伙伴Stena Recycling共同开发。2-Infinity 90%的部件都可以回收,而市场上现有产品的回收率最高仅为75%。该项目的下一阶段涉及制造预生产系列,多达300台设备将进行生产评估。

2-Infinity真空吸尘器样机由Electrolux与其合作伙伴Stena Recycling共同开发
这是两公司合作开发的第二款样机:第一款样机由100%回收材料和组件制成,于2020年10月推出。Stena当时表示:“我们的目标是了解如何为再生塑料和原生料创造市场。第一项具体成果是一台先进的真空吸尘器,100%由回收塑料和电子消费产品的可重复使用部件制成。开发样机是为了探索家用电器的循环利用。”
第一款样机中的材料来源于二手消费品,如吹风机、真空吸尘器和电脑。该项目侧重于消费品,研究回收产品和组件的使用寿命,更深入地解消费者的回收行为和态度。
Electrolux的目标是到2030年全系列产品将至少使用50%的回收材料。公司表示,真空吸尘器样机将为未来的创新提供重要的借鉴。
二手冰箱是两种新型WEEE塑料应用的材料来源。法国跨国航空电子集团Thales与废物管理和回收集团Veolia联手打造了第一张由回收塑料制成、生态设计的SIM卡。两家公司表示,在Eco-SIM卡中使用回收材料每年将减少使用约5,000吨原生塑料。Thales工程师与Veolia的专家合作开发了一种特殊工艺,该工艺使用这种回收材料来制造符合移动行业要求的SIM卡(尚未透露工艺细节)。
英国在线电器零售商AO表示,将首次使用从旧冰箱中回收的塑料制造新的通风产品。AO Recycling负责运行WEEE材料的收集和回收设施。公司每年将从大约63,000台冰箱中回收生产高抗冲PS(HIPS),公司位于特尔福德的回收站负责收集这些冰箱。英国家用通风风扇制造商Volution Group将运用HIPS用来制造节能系统中的管道部件。安装通风系统是为了从抽出的空气中回收热量,用最经济环保的方式减少家庭的热量损失,节约能源。

英国AO Recycling公司回收白色家电
AO Recycling总经理罗伯·桑特(Rob Sant)说:“很高兴Volution将使用我们从冰箱中回收的塑料来创造出色的生态产品。AO作为零售商希望对整个回收过程负责,我们非常自豪能够生产出便于新产品使用的高品质塑料。循环经济确实是我们商业抱负的最前沿,投资塑料回收是实现我们长期目标的关键。”
AO还在克鲁郡开设了新的“返工”厂,全面检测客户退回的电器,再进行转售。该工厂每周约处理900件电器,包括洗衣机、冰箱和电视。
苯乙烯材料生产商Elix Polymers已将其所有循环经济项目归到新品牌E-Loop名下,包括生产含有机械和化学回收成分的ABS和PC-ABS。首批商用产品是E-Loop H801 MR black和M220 CR25,Elix称已经获得汽车和玩具行业客户的认可。
E-Loop H801 MR包含机械回收的材料,而E-LOOP M220 CR25则采用获得国际可持续性和碳认证(ISCC)颁发的ISCC Plus认证的可持续物料制成。
* 本文由荣格独家翻译自PLASTICS RECYCLING WORLD (AMI)
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