废旧电路板回收处理现状及发展趋势

废旧电路板回收处理现状及发展趋势
Ll前，废铁回收处理方法一般采用直接掩埋法、焚烧法、水洗及裂解等方法，但都有有毒物质释放，易造成空气或土壤等环境的严重二次污染，国家环保政策也是不允许这样做的或者说是限制这些处理模式的。

国际上推行回收处理废弃电路板的最佳方法是物理方法,这种方法最显著的特点是环境污染小、综合利用率高、附加值大等优点，是未来电子废弃物处理的发展趋势；其劣势是处理成本略高于焚烧或者水洗的回收处理模式。

山于废旧电路板韧性较大，多为平板状，很难通过一次破碎使金属与非金属分离，并且它所含物质种类较多，分离分解工艺复杂, 这些特点决定了废旧电路板的回收处理具有一定的难度，
综观国内已有的回收处理设备，大部分工艺技术还不成熟，有的属中试或实验阶段，不适合大规模工业化生产，其它多属于小单机小批量生产。

这些处理设备存在着能耗过高、产能低，粉碎后分离不彻底、细度范围大等缺陷，使得重力分选的效率较低，一般金属的回收率在90%以下，由于生产成本高，劳动强度大，经济效益不理想，使得无法进行工业化生产。

所以国内IJ前较多的还是釆用最原始的方法处理废旧电路板，对于电路板中的稀有或贵重金属部分，采用焚烧或强酸溶解的方式，即把其他成分去除后留下贵金属。

这一过程会产生大量的“三废”, 山于没有环保措施，对环境和劳动者都有相当的危害，并且没有使这些资源得到最充分的有效利用。

LJ前，国外虽已开发出能对废旧电路板进行物理法回收处理的新设备，但这种生产线价格昂贵，需要数白万美元，包括我国在内的发展中国家因价格问题很难引进此类生产线。

项目开发的目的、背景以及所完成的工作
电子印刷电路板(PCB)是电子工业应用的基础部分，从讣算机、手机、电视机到电子玩具等，儿乎所有的电子产品中都有电路板的存在。

随着电子工业的迅速发展，对其中的核心部件电子电路板的需求量也日益俱增，据有关资料介绍，世界印刷电路板业工业的平均年增长率为& 7%,我国的增长率为14. 4%o到Ij 前为止，全球约40%以上的电路板都在中国生产，我国已成为全球第二大电路板生产大国。

另一方面，随着技术的进步和信息产业的飞速发展乂促使电子产品的更新换代不断的加快，接踵而来的被淘汰和因使用寿命到期而报废的电路板以及电路板生产制造时产生的边角余料等形成了巨大的电子电路板废弃物；珠江三角洲、长江三角洲、渤海湾是我国电子电路板生产企业集中的领域，其中仅珠江三角洲每个月就有万吨以上的边角余料产生，而广东贵屿地区对废旧电子电器产品的拆解及加工，使贵屿成为了一座“城市矿山”。

据不完全统计，每年拆解和处理从全国各地购进和部分走私进来的废旧电子电器产品达55万吨(1997年至1999年高峰期年拆解100万吨)以上，其中大型电话交换机、电机、电脑、家用电器40多万吨，电路板15多万吨，并且每年都在趋于增长，其它沿海地带及电子电路板生产集中地域都存在类似现象。

在电子废弃物中，虽然电路板的回收处理难度大，但是它具有相当高的经济价值。

电路板中的金属品味相当于普通矿物中金属品位的儿十倍至上口倍，金属的含量高达40%以上，最多的是铜，此外还有金、锡、傑、铅、硅等金屈，其中不乏稀有金属，而自然界中的富矿金属含量通常情况下也只不过3-5%。

另外, 废旧电路板的非金属废渣可以作为建筑原料利用。

同时，废旧电路板上的焊锡以及塑料等物质也是可以被回收利用的重要资源。

如何有效地进行废弃PCB等电子废弃物的资源化回收处理，已经成为当前关系到我国经济、社会和环境可持续发展及我国再生资源回收利用面临的一个新课题。

在国家发改2004年组织实施的资源综合利用关键技术国家重大产业技术开发专项中，“印刷电路板回收利用与无害化处理技术”属第三项“再生资源综合利用技术”的重点开发内容之一。

湖南万容科技有限公司瞄准这一市场空白点，从2004年3月起，成立了“废旧电路板的回收与利用项II”硏发小组，对电子电路板市场的发展前景及回收综合利用等方面的技术难题进行了反复考虑和认真的研究，并做了大量的考证工作及工艺试验，走访了全国许多机电设备市场和生产企业了解类似回收设备的发展状况及工艺技术水平，同时与北京航空航天大学、北京化工大学、长沙矿冶研究院、湖南省塑料研究所等科研院所建立了紧密合作关系，对关键性技术难题进行过多次可行性试验和论证，最后在北京航空航天大学电路板处理专利技术的基础上，结合其它行业的成熟技术和国外的先进经验，制冷设备回收进行自主创新, 通过一年多时间的反复试验，终于在2005年上半年自行研发出第一代用物理方法处理废旧电路板的回收设备生产线，紧接着乂相继开发出了笫二代物理方法回收处理设备生产线，并于2006年初开始投放市场进行规模化生产，先后在广东东莞、深圳公明镇及江苏无锡等地建立了废旧电路板回收处理基地，取
废电路板非金属材料再生利用技术现状分析
发布时间：2010. 03. 30新闻来源：深圳市创天隆环保设备科技有限公司（电镀设备
厂/电镀生产线/电镀槽/PP槽/PVC槽/PVDF槽/电解槽/化成槽/铝箔槽/不锈钢槽/电镀生产线/滚镀生产线/工业废气处理工程/废气处理净化塔/防腐过滤机/ 整流机/离
心机/超声波清洗机及电镀周边设备
摘要：废电路板金属成分分离回收过程中产生了占其质量近δ0%"80%的非金属材料废物，其已成为电子废物处理的难题。

文章首先对废电路板非金属材料的产生特性、处理和处置、资源化利用技术和方法现状进行了对比分析。

在此基础上，结合
对非金属材料的来源特征、成分组成和界面微观特性等各方面分析研究，提出了非金属材料制备复合材料再生利用的技术工艺方案。

关键词：废电路板；非金属材料；利用；复合材料
废电路板基板以环氧树脂、酚醛树脂或聚四氟乙烯等为粘合剂，以纸或玻璃纤维为增强材料而组成的复合材料板，在板的单面或双面压有铜箔。

非金属材料废物是指来自废电路板通过物理、化学及其组合等方法分离铜金属和其他贵金属物质后产生的废渣。

废电路板在分选分离出铜等有价金属成分后的，会产生占其质量近50%"80%的非金属材料，其中有机物质和无机组分约分别占40% 和60%。

有机物通常为树脂、漠化阻燃剂、双亂胺固化剂、固化促进剂等。

无机物通常是以Sio2、CaO. A1203为主体的多种氧化物制成的玻璃纤维［1］。

对于装载有元器件的废电路板处理后产生的非金属材料而言，可能含有极少量的铜金属和其他贵重金属（如金、银、耙等）夕卜，还可能同时含有少量的铅焊锡材料及含漠阻燃剂。

对于边角料处理产生的非金属材料，以塑料和增强材料为主，危害物质主要为含有少量的铜等重金属以及漠化阻燃剂[2-3] o通过X射线荧光光谱仪对FR-4 （阻燃型）线路板非金属粉料进行元素分析情况见表Io
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1非金属材料产生特性和处理现状分析
1.1来源及成分组成
废电路板金属成分分离回收过程中产生了占其质量近50380%的非金属材料废物，其已成为电子废物处理的难题。

根据废电路板的基板类型以及处理利用方式不同，非金属材料从外观结构到内在成分组成均存在较大差别，见图K
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(IJ)粉料
图I废电路板菲金属材料国片
Fig. 1 NOn-IneLalliC nuteriak OfwikSle PCB
1. 2处理和利用过程存在的问题
相对于电路板中的铜金属等高值成分，非金属材料回用价值低，再生利用难度大。

在发达国家，由于建有完善的焚烧和填埋处置系统，并且废物处理企业享有各种补贴和优惠政策。

而在我国，山于IJ前符合环境保护要求的安全填埋场和焚烧处置场处理能力十分有限，处理成本相对较高：并且电子废物拆解和处理集散地以及
部分中小回收企业以回收提取有价金属为主，非金属材料一般以堆置、简易填埋、或进行露天焚烧处置为主，是重要的环境污染源。

IJ前，非金属材料处理和利用过程主要存在以下问题。

（1）产生量大，易产生二次污染。

电子废物被是增长速度最快的固体废物之一，比城市生活垃圾量的增长速度快近3倍［4］。

电路板作为电子电器设备必不可少的组成部分，其废弃量逐年递增。

随着废电路板中铜等贵重金属机械物理回收方法的日趋成熟和广泛应用，大量非金属材料废物随之产生。

非金属材料的种类和物质成分随电路板废料的基板材料类型差异而各不相同，而其中存在的少量危害成分难以再分离，包括含漠系阻燃剂、含铅焊料和其他少量贵重金属。

（2）成分复杂，回收利用价值低。

由于废电路板回收工艺过程复杂，包括热处理（焚烧/热裂解）和机械物理等方法，各种方法所产生的非金属材料成分组成和物理化学性质差别大。

例如，湿法冶金技术，用强酸等溶剂溶解回收金属，剩余的残渣主要为无机物料；而使用机械物理法分离高值金属产生的非金属材料，为热固性树脂塑料和无机增强材料的混合物，即使对于机械物理方法而言，山于破碎分选组合工艺和设备的不同，非金属材料性质本身也存在差异。

（3）利用过程中缺乏管理规范和标准。

在我国对于废电路板非金属材料废物的环境管理规定尚不明确，是否按照危险废物管理需通过相关标准鉴别确认, 相关的产品质量标准和环境安全标准有待出台或进一步研究。

这使得非金属材料的回收利用和资源化产品的开发面临困境。

综上，硏究和开发适用范圉广、投资成本低、产品性能优良的再生利用技术是非金属材料处理的必然途径，也是电子废物无害化、资源化处理面临的技术难题。

2非金属材料再生利用技术
非金属再生利用技术和方法包括：热处理方法，作为填料制备再生板材、或生产建筑材料，以及化学处理方法见图2。

血废PCB 韦金国材尊的匸雯处包法
F5g.2 ThC IrCalnlClll IOrrCCyClingnαnrncials of∙vvaMc PCB
2. 1热处理
2.1.1焚烧处理回收能量
非金属材料中的热固性树脂成分具有良好的热利 用价值，可以通过燃烧来得到 能量。

相关的燃烧试验研 究表明此类废料焚烧回收能量的效果较好［5-7］ o 例 如，把 这些聚合物复合材料以10%的比例和生活垃圾混合燃 烧，是一种较为 实用的方法；一般塑料废弃物的热值平均可达40MJ∕kg,接近燃料油，非金属材 料废物由于含有无机增强材料玻璃纤维，其平均热值略低（见表2） Mo Tile2 BatIIbtα（c<BMle∙nce
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山于非金属材料中含有卤素阻燃剂以及含铅锡 料，焚烧过程操作不当极易产生 二噁英（400"800o C 区 间）等剧毒有害物质。

因而，非金属材料废物的焚烧处 S 一般应在高温焚烧炉中进行，并且必须配备完善的烟气处理系统。

2. 1. 2热解
热解法与焚烧处置不同。

热解（PyrOIysis ）,在工业上也称为干懈，是将有机 物质在隔绝空气条件下加 热，或者在少量氧气存在的条件下部分燃烧，使之 转 化成有用的燃料或化工原料的基本热化学过程［9］。

热 解技术被认为是一 种较新型有效的塑料类废物回收 再生方法。

热解技术主要应用于铜金属含量较 低的废 电路板或是分离高值金属后非金属材料处理，将其中 的树脂塑料部分 转化为气体或液体燃料而回收。

德国 DainlIer BenZ UIln ReSearCh Centre 研究开 发出了基于破碎预处理的电 路板废料热解资源化工 艺［10-12］ o 彭科等［13］在氮气氛围下应用热重法研究 了玻 璃纤维增强环氧树脂电路板废料的热解反应及其动 力学，加热终温为 1400o C,其研究表明废料热解可以 划分为3个阶段：300o C 以下，质量基本不 变化，主要 是干燥过程，存在水分损失；在300°C'360°C,质量急 剧减少, 明显发生热裂解；而从360°C~1000°C,质量减 少较缓慢，直到加热到140O O C 发生完全热裂解，废渣 的质量稳定在原始质量的62%左右。

孙路石等在氮 气 气氛下进行热解玻璃纤维增强环氧树脂废电路板研 究表明［14-15］,可回 收得到15%ΛZ 21% (wt%)的液体油、15%"20% (wt%)的气体以及60%
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(wt%)左右的固体残渣。

图3是于可利等对废电路板进行低温热重分析，研究结果同样表明，废料的起始热裂解温度在300°C ^OO o CO
图3废Pebr气和空气气氛卜的TG曲线
Fig.3 TGCUrVeSofLhC WaStC PCB in an atmosphere OrIfciLrOaen and air
采用热裂解作业回收轻质油来利用非金属材料，其技术、方法或设备并不成熟, 回收利用效率低，对于热解过程废料中的有毒有害物质尚缺乏有效控制，例如，需明确热解过程含澳阻燃剂的转化和迁移规律，以及其中少量铅类重金属污染物的释放迁移特征。

尤其需要防止热裂解过程及尾气处置过程的二噁英产生和控制［16］ o 2. 2生产复合材料
2. 2. 1聚合物基复合材料
复合材料是U前材料领域最具有应用和发展前景的领域之一，也是塑料树脂废物利用的主要途径。

非金属材料主要山热稳定性较好的聚合物构成，并经过特定的化学处理，能承受较高的热力学检验和苛刻的环境条件，其具有填料的普遍性质，可用于涂料、铺路材料.塑料制备的填料，或是作为增强材料和绝缘胶粘材料用于制造阻火剂和建筑材料，具有良好的应用前景。

以聚合物为基体材料、非金属材料为填料制备复合材料可根据聚合物基材的不同可分为两种不同技术方法：热塑性复合材料和热固性复合材料［17］ O (1) 热塑性聚合物基复合材料。

沈志刚等［18］选用300 U以细的非金属材料作为填料填充FP (POlyPrOPyIene,聚丙烯)制备复合材料，并进行力学性能测试试验。

该技术方法采用传统的挤出、成型工艺来制备聚合物基复合片材。

此外，用非金属材料做填料制备木塑制品也是研究热点，主要工艺有一步法和两步法挤出成型(见图4)。

许振明［19］等将非金属粉料与基材混合均匀，置于成型模具中压实，其中固化剂采用电玉粉、废旧聚乙料或两者的混合物，然后通过成型模具加热并施压制备复合板材。

W 废电路扳Il 金属材料制备木型制品X 艺流程N
F⅛.4 Process flow of the Wood -plastic CdJnPOSdCS filled VVath Iionnictakofwaste PCB
酚 醛模塑 料(PhenOI MOlding COmPOUnd PMC)、片/团 状 模塑料 ( Sheet MOUId COmPOUnd SMC ) 和 玻 璃
钢 (FibergIaSS-ReinfOrCed PIaStiCS FRP)O 郭杰等利用非金属材料制 备酚醛模塑料［20］：先将非金属材料制备成 粉料，代替部分木粉用于生产酚醛 模塑(见图δ),主 要是通过固化预混合、冷却、造粒等组合工艺制备酚 醛 模塑料。

向东［21］等利用非金属材料粉料制作玻璃钢 制品，其制品经国家玻璃 钢质量检测中心检测，非金 属材料中的短玻璃纤维可以使玻璃钢的机械物理 综 合性能提高，其中抗弯曲强度提高了 35%。

图5废电路板于金屈材料填充酚醛税艮合材料
Fig.5 PhClIoliU InOIding cOFlIPoUml ∩lled
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OfWaSLe PCB 2. 2. 2制备建筑材料
以非金属材料作为填料制备建筑材料也是其再 生利用的方法之一。

例如可用于 生产路基材料、建筑砖、水泥砂浆填料等［22-24］ o
(1) 水泥砂浆。

BOng-Charl Ban 等［25］以非金属材 料做水泥砂浆添加剂，并 将其水泥制品与标准水泥 制品的物理和化学性能进行了对比。

研究表明，当 非金属材料粉料粒径大于0∙08mm,水浸出膨胀率超过2. 0%,其改性制得的 水泥制品性能优于标准水泥制 品；山非金属材料替代沙子制备的水泥砂浆与标 准 水泥砂浆相比，其抗压强度增强10陰 但随着添加比 例(wt%)增加，水 泥砂浆的抗压强度下降。

(2) 沥青改性添加剂。

余佳平等［26］采用非金属材 料作为沥青添加剂，并研 究了温度对改性沥青针入 度和软化点的影响。

结果表明，非金属材料改性沥 青 的最佳温度为180o C,此时的针入度、软化点综合情 况最佳；改性沥青体 系的最佳剪切时间为Ih,此时的 针入度、软化点综合情况最佳。

3结果与展望
通过填埋等方法处置非金属材料废物，尽管操 作简单，但费用高、资源浪费严 重、也潜在环境污染， 因而应逐步减少这类处置方法。

采用热处理方法回 收 处理非金属材料废物，设备投资成本和运行费用 高，操作不当极易产生二噁英 等有机废气污染，难以 在工业过程中加以应用。

非金属材料制成复合材料 是 U 前研究的一种热点技术，但IJ 前提出的各种技术方法普遍存在制品性能难以保 证、潜在环境安全 问题和成本高的问题，限制了非金属材料制备复合 材料利 用途径的发展以及其在工业上的应用。

以非金属材料作为热塑性基材制备复合 板材，可选择如下技术路线：细碎一高混一挤出造粒f 成 型一产品性能测试 -产品环境风险分析和管理措施 (图
木塑 I i l 甜
6)。

此工艺适合机械物理法处理废电路板、回收金属成分后对非金属材料的资源化利用，在非金属材料制成复合材料利用过程中，必须从产品质量性能、工艺投资成本和产品使用环境安全性等方面加以综合考察。

黜废电路板资源化丄弐路线
Fig.6 ThereUliIiZation PrOCeSS OfwaSie PcB
(1) 保证混合效果。

非金属材料作为填料，主要起到增强复合材料性能的作用，其既有粒度要求,还需要被均匀分散到基体材料中。

一般典型挤出成型工艺是先采用高速混合机混合，这一步主要作用是添加改良剂，同时把不同物料混合均匀；随之通过挤出机制备粒料，即在螺杆的推动下，不同粒径的物料充分混合，同时受热发生物理化学交联，并在一定的压力下通过模具形成粒料, 最后由注塑机成型为标准制品。

(2) 受热均匀。

如果釆用热压成型，存在以下问题：加热模具的加热方式从模具四周或中心开始，这样就导致离加热位置近的原料温度过高，而距离远的温度较低,致使物料受热不均匀，影响制品性能。

因而在工艺设计过程，通过挤岀造粒结合注塑成型的传统组合丄艺可保障混料再生过程中的受热均匀性O
(3) 压力分布均匀。

成型模具一般采用液压装置施加压力，这与传统的挤出成型技术方法相比，不能保证物料受到的压力基本一致，难以保证制品的密实性。

(4) 产品性能。

可选择建筑挡板、工业托盘、砧板为产品目标。

对于开发的复合材料，从力学性能、界面微观结构等多方面综合分析，使产品综合性能达到或接近同类产品标准。

(δ)环境风险评价。

首先分析复合材料的浸出毒性，分析其中重金属的含量水平以及存在形态，同时模拟产品使用环境和暴露途径，结合环境风险分析方法学，提出产品环境安全性控制对策。

本文共分1页
Uiitj,科技突飞猛进，电子垃圾越来越多，就淘汰掉的废旧电路板、边角料，在中原地区每年就有3000多吨以上。

世界上处理这种电子垃圾的设备尚不完善，我们经过长时间的调查研究实验开发出了比较理想的处理设备和回收加工工艺。

废旧电路板回收设备有破碎机、粉碎机、分离器、分级机、分析器、分压输送
机、料仓、给料机、除尘器、分离器、闭风器、储料室组成。

有设备优点:噪音小、无需水、无粉尘污染、金属回收率高、节约动力、节约人力、绝无废弄物、金属、非金属97%从分回收利用。

破碎分离器风圧分离器
二级粉碎设备风压分级机
铜粉
废料
该线路板回收设备是用物理和化学的方法把金属和非金属分离开来。

山于电路板中的铅、锡含量少没有回收的价值，暂不回收，金银用化学的方法从电路板中分离岀来，铜是电路板中含量最高的金属，其含量经过多次市场调
查，
废旧线路板回收设备经济效益分析
生产线总功率98Kw,处理量700Kg∕h,电路板含铜量约为18%（废旧电路板类不同，则含铜量不同，一般在13%-35%）,操作人员5人。

（1）产值估计（一年按300天计算，一天按8小时计）
（a）年产铜量约：
300（天）X8（小时）×700（K g） ×18%（含铜量）=302.4 （吨）
铜按50000元/吨计，则年产铜值为：
302.4X5=1512（万元）
（b）年产玻璃纤维粉约：300（天）X8（小时）×700（Kg） X82%（含量）=1377. 6（吨）
玻璃纤维按1000元/吨计，则年产非金属材料值为：
1377. 6X0. 1（万元）=137. 76 （万元）
（C）年产值总计为:1512+137. 76=1649. 76 （万元）
（2）成本估计
（a）年耗电量（电费按0.8元/度计）：
100（KW） ×300（天）×8（小时）X0. 8（元/度）=19. 2 （万元）
（b）人工费
2000（元/人、月）X12（月）X5（Λ）=12 （万元）
（C）设备折旧费（按10%折旧），约：
260000 ×10%=2. 6 （万元）
（d）维修费约：1万元
（e）废电路板收购费：300（天）X8（小时）X700（Kg∕h） X6（元/Kg）
=1008（万元）
（f）房租费：2000（元/月）X12（月）=2.4万
（f）总计：
19. 2+12+2. 6+1+1008+2. 4=1034. 2 （万元）毛利：1649. 76-1034. 2=615. 56 （万
元）废旧印制电路板物理回收及综合利用
摘要：山于Ll前现有的废旧电路板处理模式均存在严重的二次环境污染，湖南万容结合科研院所的力量，利用"旋风涡流重力分离〃的原理，自主开发出”废旧电路板完全物理回收以及无害化综合利用技术〃，并将其相应的成套生产设备应用于规模化的大生产，该设备系统封闭,没有废气废水排放，单套设备的产能达到3000吨/年,整体金属回收率不低于95,同时非金属粉料的推广应用也取得了重大进展•该技术的逐步推广应用必将取得良好的社会效益和经济效益。

■胡远军、李麒麟、徐东军、周桂生
关键词・印制电路板■物理回收・综合■利用
一.前言：废旧电路板回收处理现状及发展趋势
Ll前，废旧电路板的回收处理方法一般采用直接掩埋法、焚烧法、水洗及裂解等方法，但都有有毒物质释放，易造成空气或土壤等环境的严重二次污染，国家环保政策也是不允许这样做的或者说是限制这些处理模式的。

国际上推行回收处理废弃电路板的最佳方法是物理方法，这种方法最显著的特点是环境污染小、综合利用率高、附加值大等优点，是未来电子废弃物处理的发展趋势；其劣势是处理成本略高于焚烧或者水洗的回收处理模式。

Ill于废旧电路板韧性较大，多为平板状，很难通过一次破碎使金属与非金属分离，并且它所含物质种类较多，分离分解工艺复杂，这些特点决定了废旧电路板的回收处理具有一定的难度，在我们公司尚未研发出现有的回收处理设备生产线之询，儿乎还没有发现一种能适合国情的高效节能型的大型废旧电路板回收处理成套设备。

综观国内已有的回收处理设备，大部分工艺技术还不成熟，有的属中试或实验阶段，不适合大规模工业化生产，其它多属于小单机小批量生产。

这些处理设备存在着能耗过高、产能低，粉碎后分离不彻底、细度范围大等缺陷，使得重力分选的效率较低，一般金属的回收率在90%以下，由于生产成本高，劳动强度大, 经济效益不理想，使得无法进行工业化生产。

所以国内IJ前较多的还是釆用最原始的方法处理废旧电路板，对于电路板中的稀有或贵重金属部分，采用焚烧或强酸溶解的方式，即把其他成分去除后留下贵金属。

这一过程会产生大量的“三废”, 山于没有环保措施，对环境和劳动者都有相当的危害，并且没有使这些资源得到最充分的有效利用。

Ll前，国外虽已开发出能对废旧电路板进行物理法回收处理的新设备，但这种生产。