編輯推薦
適讀人群 :本書具有較強的知識性和技術應用性,可供從事電子廢物處理處置等領域的工程技術人員、科研人員和管理人員參考,也可供高等學校資源循環科學與工程、環境科學與工程及相關專業的師生參閱。 以廢舊電視機、冰箱、空調機、洗衣機和電腦為主的廢棄電器電子産品,手機、微波爐、油煙機等小型傢電,交換機、發射和接收基站等大型公共電子産品以及電器電子産品拆餘物構成的一類電子廢物,以傢電和電子元器件生産過程中産生的殘次品、邊角料和相關報廢材料等構成的二類電子廢物,已經成為二十一世紀增長速度較快的城市固體廢棄物。2014年,全球電器電子産品廢棄總量約為4180萬噸,其中在我國産生約為603.3萬噸,人均産生4.4韆剋。我國已經成為世界較大的電器電子産品生産國和消費國,同時也是世界較大的電子廢物處理處置國。
如何在無害化前提下實現電子廢物的高效資源化,已經成為科技界、政府管理部門、電子廢物産生者、處理處置企業和公眾極為關注的問題,在操作層麵涉及三個方麵:一是電子廢物的迴收管理體係建設問題,即如何報廢、由誰收集、交給誰拆解分類;二是電子廢物資源化利用和無害化處置的工藝技術和設備問題,即采用哪些技術、工藝和裝備纔能夠實現在無害化前提下的資源化;三是行業準入、許可、審核和相關人纔的培養培訓問題,即各級環保部門如何許可和審核電子廢物再生利用項目、相關企業應該具備怎樣的條件、産業專門人纔如何培養和培訓。
全書分三篇共8章,上篇是電子廢物資源化利用基礎,主要介紹瞭電子廢物的資源性和汙染性、常見傢電的結構和拆解、電子廢物分析方法;中篇是電子廢物資源化利用技術,主要介紹瞭電子廢物中材料分離技術、典型電子廢物處理工藝、電子廢物中貴金屬的循環利用;下篇是電子廢物環境管理和汙染減控技術,主要介紹瞭電子廢物的環境管理、電子廢物處理處置中的“三廢“減控技術。
本書具有較強的知識性和技術應用性,可供從事電子廢物處理處置等領域的工程技術人員、科研人員和管理人員參考,也供高等學校資源循環科學與工程、環境科學與工程及相關專業師生參閱。
內容簡介
全書分三篇共8章,第一篇是電子廢物資源化利用基礎,主要介紹瞭電子廢物的資源性和汙染性、常見傢電的結構和拆解、電子廢物分析方法;第二篇是電子廢物資源化利用技術,主要介紹瞭電子廢物中材料分離技術、典型電子廢物處理工藝、電子廢物中貴金屬的循環利用;第三篇是電子廢物環境管理和汙染減控技術,主要介紹瞭電子廢物的環境管理、電子廢物處理位置中的“三廢”減控技術。
本書具有較強的知識性和技術應用性,可供從事電子廢物處理處置等領域的工程技術人員、科研人員和管理人員參考,也可供高等學校資源循環科學與工程、環境科學與工程及相關專業的師生參閱。
作者簡介
周全法:江蘇技術師範學院教授,副校長,主要從事電子廢棄物資源綜閤利用和稀貴金屬深加工研究、教學和産業化工作,先後擔任係主任、常州市稀有金屬提煉廠廠長、化學化工學院院長等職,現任江蘇技術師範學院副院長,江蘇省電子廢棄物資源循環工程中心主任、江蘇省貴金屬深加工技術及其應用重點建設實驗室主任、江蘇技術師範學院資源循環研究院院長,兼任中國再生資源産業技術創新戰略聯盟常務理事、中國物資再生協會副會長和貴金屬再生專業委員會主任、中國有色金屬工業協會再生金屬分會副會長和貴金屬深加工專業委員會主任。
主持國傢科技支撐計劃重大項目兩項(“廢綫路闆全組分高值化清潔利用關鍵技術與示範” 2008BAC46B04、廢電綫電纜與廢五金拆解利用成套設備開發及示範2011BAC10B03),其他項目30多項。獲得國傢發明專利11項,中國有色金屬工業科學技術奬、江蘇省科技進步奬等省部級奬勵6項。齣版著作17部,發錶論文100多篇。主持設計瞭國內4條大型生産綫,其中以項目成果投資建設瞭常州翔宇資源再生科技有限公司,年産值達到3億元以上。獲得江蘇省先進工作者、國務院政府特殊津貼等榮譽稱號
內頁插圖
目錄
第一篇電子廢物資源化利用基礎
1電子廢物的資源性和汙染性
1.1我國電子廢物來源和流嚮002
1.2我國電子廢物的處理處置003
1.2.1處理處置途徑003
1.2.2法律法規體係004
1.2.3電子廢物EPR製度005
1.2.4試點及定點拆解008
1.3電子廢物的資源性009
1.4電子廢物的汙染性012
2常見傢電的結構和拆解
2.1常見傢電的基本結構015
2.1.1電視機015
2.1.2冰箱017
2.1.3洗衣機023
2.1.4空調器029
2.1.5電腦031
2.2廢舊傢電的拆解分類原則034
2.2.1拆解目標034
2.2.2拆解原則035
2.2.3拆解經濟性035
2.3廢電腦及其附屬設備的拆解036
2.3.1主機的拆解036
2.3.2顯示器拆解040
2.3.3打印機拆解041
2.3.4其他外設的拆解046
2.3.5拆解材料的分類047
2.4洗衣機拆解047
2.4.1拆解工具048
2.4.2拆解流程048
2.4.3拆解材料的分類049
2.5電冰箱拆解050
2.5.1拆解工具050
2.5.2拆解流程052
2.5.3拆解材料的分類053
2.6電視機拆解054
2.6.1拆解工具054
2.6.2拆解流程054
2.6.3拆解材料的分類055
2.7微波爐拆解056
2.7.1拆解工具056
2.7.2拆解流程056
2.7.3拆解材料的分類058
3電子廢物分析方法
3.1常見金屬的分析059
3.1.1樣品的預處理059
3.1.2金的分析062
3.1.3銀的分析066
3.1.4鉑的分析068
3.1.5鈀的分析070
3.1.6銅的分析071
3.1.7锡的分析076
3.1.8鉛的分析081
3.1.9鉻的分析084
3.1.10鎘的分析087
3.1.11汞的分析(硫氰酸鉀容量法)088
3.1.12鈦的分析090
3.1.13鎳的分析091
3.2常見高分子材料的分析方法093
3.2.1黏度法測定聚閤物黏均分子量093
3.2.2端基分析法測定聚閤物的分子量094
3.2.3樹脂黏度的測定095
3.2.4聚閤物溶解度參數的測定096
3.2.5根據溶解性能鑒彆聚閤物099
3.3電子廢物分析的質量控製100
3.3.1電子廢物分析實驗室100
3.3.2電子廢物分析的質量控製環節102
參考文獻105
第二篇電子廢物資源化利用技術
4電子廢物中材料分離技術
4.1電子廢物機械法分離技術108
4.1.1破碎技術108
4.1.2分選技術117
4.1.3機械法迴收應用實例128
4.2電子廢物火法冶金分離技術130
4.2.1焚燒法131
4.2.2熱解法146
4.3電子廢物濕法冶金分離技術150
4.3.1濕法冶金的主要步驟150
4.3.2浸取法151
4.3.3電解沉積法155
4.3.4有機溶劑萃取法155
4.3.5離子交換法156
4.3.6微生物浸齣法156
4.4電子廢物生物分離技術156
4.4.1微生物浸取迴收電子廢物貴金屬157
4.4.2電子廢物生物浸取貴金屬所用微生物157
4.4.3微生物浸齣電子廢物的影響因素158
4.5電子廢物材料分離集成技術160
5典型電子廢物資源化工藝
5.1廢電路闆資源化工藝163
5.1.1國內物理法工藝163
5.1.2國外物理法工藝168
5.1.3化學處理工藝172
5.1.4廢電路闆資源化技術應用實例176
5.2廢塑料資源化工藝178
5.2.1廢傢電塑料的成分179
5.2.2廢舊傢電塑料的處理技術181
5.2.3集成處理技術187
5.3其他高分子材料資源化工藝202
5.3.1廢不飽和聚酯玻璃縴維增強塑料(SMC)的迴收利用202
5.3.2廢聚氨酯(PU)的迴收利用202
5.3.3廢橡膠的迴收利用工藝202
5.3.4復閤材料迴收利用204
5.4廢壓縮機資源化工藝205
5.5廢氟裏昂資源化工藝206
5.5.1氟裏昂對臭氧層破壞的機理206
5.5.2CFCs的發展現狀206
5.5.3CFCs的迴收處置207
5.6廢電源綫資源化工藝210
5.6.1廢電源綫的整體處理技術210
5.6.2廢電源綫中銅的循環利用211
5.6.3廢電源綫中聚氯乙烯的處理技術217
5.7廢顯像管資源化工藝217
5.7.1處理方法218
5.7.2國內處理工藝220
5.7.3國外處理工藝220
5.8廢冰箱箱體資源化工藝220
5.9廢金屬外殼資源化工藝221
5.10含鉛玻璃資源化工藝221
5.10.1電腦顯示器中的含鉛玻璃221
5.10.2電視機中的含鉛玻璃223
5.10.3含鉛玻璃的資源化224
6電子廢物中貴金屬的循環利用
6.1貴金屬在電子電器中的存在形態227
6.1.1貴金屬閤金電阻材料227
6.1.2貴金屬觸點材料230
6.1.3貴金屬漿料233
6.1.4貴金屬摻雜玻璃240
6.1.5敏感陶瓷241
6.1.6陶瓷器件和組件244
6.1.7貴金屬納米材料246
6.2電子廢物中貴金屬的再生利用248
6.2.1白銀的迴收248
6.2.2黃金的迴收257
6.2.3鉑族金屬的迴收270
6.2.4鉑族金屬的精煉280
6.2.5單個鉑族金屬的精煉292
6.2.6鉑族金屬及其閤金的熔鑄300
6.3典型金銀電子化學品的生産301
6.3.1含銀電子化學品301
6.3.2含金電子化學品310
參考文獻312
第三篇電子廢物環境管理和汙染減控技術
7電子廢物的環境管理
7.1電子廢物管理依據314
7.1.1産品生命周期理論314
7.1.2循環經濟理論316
7.2生産者責任延伸製度319
7.2.1主要內容319
7.2.2相關實踐320
7.3電子廢物管理體係製定原則322
7.3.1全過程管理原則322
7.3.2減量化、資源化和無害化原則324
7.3.3誰受益誰負責原則325
7.4我國電子廢物管理體係326
7.4.1控製係統328
7.4.2製度係統337
7.4.3扶持係統344
7.4.4企業準入條件350
7.4.5收集和處置區域試點351
7.4.6處理處置技術開發356
7.5國外廢舊傢電管理體係357
7.5.1國外廢舊傢電管理概況357
7.5.2廢舊傢電管理體係分析比較365
7.6電子廢物管理體係發展趨勢369
7.6.1規範化369
7.6.2規模化369
7.6.3中國化369
8電子廢物處理處置中的汙染減控技術
8.1電子廢物再生利用過程廢氣治理372
8.1.1廢氣汙染物種類372
8.1.2廢氣治理方法373
8.1.3焚燒過程廢氣治理實例378
8.1.4鑄錠過程廢氣治理實例379
8.2電子廢物再生利用廢水治理381
8.2.1酸堿廢水治理381
8.2.2重金屬廢水的治理383
8.2.3氰化廢水的治理395
8.2.4有機廢水的治理399
8.3電子廢物再生利用固體廢棄物治理400
8.3.1固化技術400
8.3.2衛生填埋技術406
8.3.3焚燒處置406
參考文獻407
索引
前言/序言
以廢舊電視機、冰箱、空調機、洗衣機和電腦為主的廢棄電器電子産品,手機、微波爐、油煙機等小型傢電,交換機、發射和接收基站等大型公共電子産品以及電器電子産品拆餘物構成的第一類電子廢物,以傢電和電子元器件生産過程中産生的殘次品、邊角料和相關報廢材料等構成的第二類電子廢物,已經成為20世紀增長速度最快的城市固體廢棄物。2014年,全球電器電子産品廢棄總量約為4180萬噸,其中我國的産生量約為603.3萬噸。我國已經成為世界最大的電器電子産品生産國和消費國,同時也是世界最大的電子廢物處理處置國。電子廢物中含有大量的有色金屬、黑色金屬、高分子材料和機非金屬材料,被稱為“城市礦山”、“城市礦産”和“放錯瞭地方的寶貴資源”。
如何在害化前提下實現電子廢物的高效資源化,已經成為科技界、政府管理部門、電子廢物産生者、處理處置企業和公眾極為關注的問題。在操作層麵涉及三個方麵:一是電子廢物的迴收管理體係建設問題,即如何報廢、由誰收集、交給誰拆解分類;二是電子廢物資源化利用和害化處置的工藝技術和設備問題,即采用哪些技術、工藝和裝備纔能夠實現在害化前提下的資源化;三是行業準入、許可、審核和相關人纔的培養培訓問題,即各級環保部門如何許可和審核電子廢物再生利用項目、相關企業應該具備怎樣的條件、産業專門人纔如何培養和培訓。
在電子廢物的迴收管理體係建設方麵,國傢先後從産業布局和規劃、企業準入和許可、法律法規建設等方麵做瞭大量富有成效的工作,其中以國務院《廢棄電器電子産品迴收處理管理條例》,財政部、環保部和發改委等6大部委《廢棄電器電子産品處理基金徵收使用管理辦法》,以及將電子廢物再生利用納入節能環保戰略性新興産業的意義最為重大。在電子廢物資源化利用和害化處置的工藝技術和設備問題上,科技部等相關部委在國傢科技支撐計劃、863計劃等國傢科技計劃項目的設立上給予電子廢物處理處置以大力支持,設立瞭一批國傢級項目和課題,重點研究電子廢物處理處置的工藝和技術、專用裝備的設計製造,有些項目已經取得重大進展。在行業準入、許可、審核和相關人纔的培養培訓問題上,環保部做瞭大量工作,目前正在進行有關廢印刷電路闆等危險廢物經營單位的許可和審核指南編製工作。教育部為瞭配閤戰略性新興産業的發展,特設瞭“資源循環科學與工程”等相關本科專業。應該說,目前我國已經初步具備瞭電子廢物資源循環利用的産業基礎、科技基礎和人纔基礎,已經具備瞭解決電子廢物的資源性和汙染性的矛盾的基礎條件。
本書以作者多年來承擔的國傢科技支撐計劃等重大項目的研究成果以及産業化經驗為依托,對電子廢物的資源性和汙染性、常見傢電的結構和拆解、材料成分分析、有價材料分離和深加工、電子廢物的環境管理和二次汙染減控技術等進行歸納總結,希望對我國電子廢物再生利用行業的發展和企業的科技進步有所幫助。素材主要來源於國內外相關科研成果和生産實際應用成果,注重學術性與技術性、工程性和行業性的有機結閤。
本書共分三篇共8章。第一篇是電子廢物資源化利用基礎,分為3章,分彆是電子廢物的資源性和汙染性、常見傢電的結構和拆解、電子廢物分析方法;分彆由硃炳龍、王琪、龔林林、黃繼忠、陸靜蓉和周全法等完成。第二篇是電子廢物資源化利用技術,分為3章,分彆是電子廢物中材料分離技術、典型電子廢物處理工藝、電子廢物中貴金屬的循環利用;分彆由程潔紅、張鎖榮、陳嫻、龔林林、蔡璐、梁誌強、陳科、趙世曉和周全法等完成。第三篇是電子廢物環境管理和汙染減控技術,分為2章,主要介紹電子廢物的環境管理、電子廢物處理處置中的“三廢”減控技術;分彆由程潔紅、陳嫻、龔林林、周雅雯和周全法等完成。全書最後由周全法、程潔紅和龔林林統稿、定稿。
在本書編著過程中,環境保護部固體廢物管理中心、中國再生資源産業技術創新戰略聯盟、中國有色金屬工業協會再生金屬分會、江蘇省固體有害廢物登記和管理中心、江蘇理工學院、江南大學等有關部門對相關課題的研究和本書的齣版給予瞭大力支持和幫助。國傢科技支撐計劃項目(2014BAC03B06)、聯閤國開發計劃署“通過環境害化管理減少電子電器産品的生命周期內持久性有機汙染物和持久性有毒化學品的排放全額示範項目”(20141201CN)給予本書齣版以大力支持,項目的部分研究成果已經融入本書。在此,謹嚮各位關心支持本書齣版和電子廢物再生利用事業發展的各位同仁錶示衷心感謝!
限於編著者編著時間和水平,書中不足和疏漏之處在所難免,敬請讀者提齣修改建議。
編著者
2017年6月於常州
現代建築結構設計與抗震分析 書籍簡介 本書旨在為土木工程、結構工程專業的學生、工程師以及相關研究人員提供一本全麵、深入且具有實踐指導意義的關於現代建築結構設計與抗震分析的專業參考資料。在當代快速發展的城市化進程中,建築結構的安全性與可靠性已成為至關重要的議題。本書緊密圍繞國傢現行的最新設計規範和國際前沿理論,係統闡述瞭從結構選型、荷載效應分析到復雜構件設計及抗震性能評估的全過程。 全書共分十五章,內容涵蓋瞭結構設計的基礎理論、材料性能、關鍵結構體係的應用及其動力學響應。結構設計理念從傳統的“基於強度”嚮“基於性能”的現代設計範式進行瞭深入過渡,強調在正常使用條件下保證結構的穩定性和耐久性,在極端荷載(特彆是地震作用)下保證結構的延性和可控的損傷模式。 第一部分:結構設計基礎與材料性能(第一章至第三章) 第一章:結構設計基本原則與規範體係 本章首先界定瞭現代結構設計的核心目標:安全性、適用性、耐久性和經濟性。詳細解析瞭我國《建築結構設計荷載規範》和《混凝土結構設計規範》等主要規範的最新修訂要點及其背後的科學依據。重點討論瞭極限狀態設計法的基本原理,包括承載能力極限狀態和使用極限狀態的判定標準。此外,還引入瞭性能化設計(Performance-Based Design, PBD)的概念,為後續的高級抗震分析奠定理論基礎。本章特彆強調瞭結構設計中的可靠性指標與分項係數的取值原則,以確保工程的安全裕度。 第二章:結構材料性能與本構關係 本章深入探討瞭目前工程中最常用的結構材料——鋼筋混凝土、預應力混凝土、鋼材以及新型復閤材料的力學性能。對於混凝土材料,詳細分析瞭其應力-應變關係、抗壓與抗拉強度隨齡期和環境因素的變化規律。對於鋼材,著重講解瞭屈服、強化階段的本構模型,並討論瞭不同等級鋼材在疲勞和高溫下的行為差異。對於預應力混凝土,闡述瞭張拉過程中的應力鬆弛、錨具滑移等關鍵參數對結構長期性能的影響。本章特彆闢齣一節,介紹瞭超高性能混凝土(UHPC)的微觀結構特性及其在關鍵承重部位的應用潛力。 第三章:結構荷載效應分析 結構設計的第一步是精確確定作用在結構上的各種荷載。本章係統梳理瞭恒荷載、活荷載、風荷載、雪荷載和溫度荷載的取值方法和組閤規則。對於風荷載,詳細介紹瞭基於風洞試驗和數值模擬的局域風壓計算方法,特彆關注瞭復雜地形和高層建築的繞流效應。對於地震作用,本章僅介紹其作為一種特殊的動力荷載的引入方式,為後續的抗震分析章節做鋪墊,重點在於如何根據規範確定基本水平地震作用效應。此外,還探討瞭偶然作用(如施工荷載、碰撞荷載)的評估方法。 第二部分:主要結構體係設計與施工(第四章至第八章) 第四章:多層與高層建築的結構方案選擇 本章聚焦於結構體係的宏觀決策。對比分析瞭框架結構、剪力牆結構、框架-剪力牆結構以及筒體結構等主流抗側力體係的優缺點及其適用條件。通過實例分析,指導工程師如何在滿足功能要求、經濟性和抗震性能之間做齣最優選擇。對於高層建築,重點討論瞭伸臂桁架、轉換層等復雜構造的力學特性分析。 第五章:鋼筋混凝土結構構件設計 這是本書的核心章節之一,詳細介紹瞭梁、柱、樓闆和牆體的設計方法。針對梁和柱,闡述瞭在軸壓和彎矩共同作用下的配筋計算,包括大偏心、小偏心柱的配筋構造要求。對於剪力牆,重點講解瞭邊緣構件的配筋設計,以確保其在地震作用下能夠有效抵抗剪力和彎矩。所有計算均嚴格遵循現行規範的簡化和精確分析方法。 第六章:結構鋼構件設計與連接 本章涵蓋瞭結構鋼材在拉、壓、彎、剪作用下的設計與校核。詳細介紹瞭I型、H型和箱型截麵的強度和穩定性驗算。連接設計是鋼結構的關鍵,本章深入講解瞭焊縫、螺栓連接的承載力計算,特彆是高強度螺栓的摩擦型和承壓型連接的設計細則。同時,對鋼結構的疲勞問題進行瞭初步探討。 第七章:預應力混凝土結構設計 預應力技術在超大跨度結構和高標準結構中應用廣泛。本章闡述瞭有粘結和無粘結預應力體係的原理,重點講解瞭預應力筋的布置、放張力控製、應力損失的精確計算。通過實例展示瞭預應力梁、樓蓋和後張法預應力牆體的設計流程。 第八章:特殊結構形式與構造 本章關注非常規結構形式的設計要點,包括懸挑結構、薄殼結構以及大跨度網架和網殼結構。詳細分析瞭這些結構在復雜應力狀態下的內力重分布規律和節點設計要求。 第三部分:結構動力學與抗震分析(第九章至第十三章) 第九章:結構動力學基礎 抗震分析的理論基石。本章係統介紹瞭單自由度、多自由度體係的振動方程、自由振動特性(周期和振型),並引入瞭結構阻尼理論。重點講解瞭反應譜理論的物理意義和計算方法,為進行反應譜分析做準備。 第十章:地震作用的評估與反應譜分析 本章詳細闡述瞭如何根據場地條件和結構重要性確定設計反應譜。反應譜分析是工程中最常用的抗震分析方法,本章詳細介紹瞭模態疊加法,包括如何選擇足夠的振型參與計算,以及如何處理模態係數和最大值的組閤(如SRSS法和CQC法)。 第十一章:結構非綫性分析與性能化設計 隨著計算機技術的發展,基於縴維單元和集中塑性鉸的非綫性分析成為評估復雜結構抗震性能的有力工具。本章介紹瞭非綫性靜力推覆分析(Pushover Analysis)的原理、加載步驟以及如何根據性能點(如:大震不倒、小震可修復)進行校核。討論瞭性能化設計中延性指標和構件延性的具體要求。 第十二章:結構隔震與減震技術 針對高烈度區或重要結構,隔震與減震技術是提高抗震性能的有效手段。本章詳細介紹瞭各種隔震支座(如疊層橡膠支座、鉛芯橡膠支座)的工作原理、設計參數的選取以及隔震層與主體結構之間的相互作用分析。減震裝置(如粘滯阻尼器、屈服耗能支撐)的設計與耗能機理也進行瞭深入探討。 第十三章:結構在罕遇地震下的動力彈塑性分析 該分析方法被認為是評估結構在極端地震作用下實際破壞情況的最準確方法。本章介紹瞭如何建立精確的非綫性動力模型,如何選用閤適的地震波記錄,以及如何進行時間曆程分析。重點講解瞭分析結果的解讀,特彆是關鍵部位的塑性鉸發展和殘餘變形評估。 第四部分:結構施工、檢測與信息化(第十四章至第十五章) 第十四章:結構施工質量控製與檢測 良好的設計需要可靠的施工保證。本章討論瞭混凝土澆築、鋼結構安裝、預應力張拉等關鍵施工環節的質量控製要點。介紹瞭無損檢測技術(如超聲波法、電磁聲波法)在評估結構內部質量和連接可靠性中的應用。 第十五章:結構健康監測與工程信息化 結構健康監測(SHM)係統是保障結構長期服役安全的重要組成部分。本章介紹瞭傳感器技術在監測應變、位移和振動響應中的應用。最後,簡要介紹瞭建築信息模型(BIM)在結構設計、齣圖和施工管理中的集成應用,展望瞭未來結構工程的發展趨勢。 本書結構清晰,理論與工程實踐緊密結閤,配有大量圖錶和詳盡的算例,是工程師提升結構設計與抗震分析專業能力不可或缺的案頭工具書。