微波冶金技术范文

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[关键词]铁路运输；企业预算；资金拨付管理；管理措施

[中图分类号]F752 [文献标识码]A [文章编号]1005-6432（2013）30-0148-02

1 预算管理在铁路运输企业现代化管理中的作用

铁路运输企业历经近二十年的改革发展，市场化进程逐步加快，企业经营管理模式已从旧的计划经济下的粗放型管理逐步转变为以企业的经营目标为中心，以市场为导向的现代化企业管理模式，这要求企业内部资源需通过科学管理方法进行优化配置，有效整合，从而达到企业持续经营和提高经济效益的最终目的。铁路运输企业要实现上述目标，必须按照自身的行业特点，统筹兼顾、以收定支、强化营销、节支降耗，全面实施预算管理。

2 铁路运输企业预算管理基本框架

铁路运输企业预算主要包括：

（1）利润目标预算：包括构成企业利润总额的运输经营利润、其他业务利润、非运输业利润以及对外投资收益等。

（2）运营预算：包括收入预算、运营成本费用（大修）预算、人力资源和劳动工资预算、固定资产投资预算等。

（3）其他经营收支预算：包括企业其他业务收支、非运输业经营收支和投资收益等预算。

（4）资金预算：包括经营性资金和投资性资金流入、流出总量、资金筹集总量、筹集方式、时间以及资金运用中发生的资金成本。

（5）各项生产指标预算：包括旅客发送量、旅客平均行程、客运周转量、图定客车开行方案（对数、等级、编组、径路）、临客开行方案、旅客列车上座率；货物发送量（按品类、重点企业）、货物平均运程、货物周转量；换算周转量等。

3 铁路运输企业资金管理的内容及特点

铁路运输企业资金管理主要包括对经营活动资金（收入资金及支出资金）、投资活动资金和筹资活动资金的管理，整个管理过程根据企业资金需求、筹集的总体情况，与其他相关预算衔接匹配。同时在实施过程中，其必须适应经营、投资和筹资情况的动态变化。由于行业制度规定铁路运输企业收入和支出资金流由不同的系统管理，互相不发生交叉，收入资金的管理具有完整的闭环，不受其他因素的影响。基层单位没有自有资金来源，日常资金的使用必须依靠上级单位审核下拨。因此，铁路运输企业在确保经营目标实现的过程中，可以充分利用这一特有的先天优势，通过对支出资金拨付的有效管理，对各项经营支出及投资预算的执行产生积极的规划和控制作用，从而实现对下属单位经营预算的全过程控制，最终确保整个企业经营目标的顺利实现。

4 为确保预算管理目标的实现，资金拨付管理应采取的具体措施

4.1 基层单位应根据年度经营支出预算编制相应的资金预算

资金预算管理是铁路运输企业基层单位落实全面预算管理、控制经营风险的重要工作内容。铁路运输企业基层单位虽然不是独立的法人单位，但都具有独立核算经济实体的特征，这就决定了其自身经济利益与企业整体利益存在冲突的可能，也是其突破企业下达的年度经营支出预算指标的主要动机。由于基层单位没有资金来源，其资金使用完全由上级单位审核下拨。因此，基层单位制定的与经营支出预算目标相匹配的资金预算，既是其自身满足生产经营资金需要的依据，也是上级单位对其进行资金拨付及卡控的重要依据，同时更是上级单位参与对其经营支出全过程调控的重要实现手段。

4.2 建立严格的资金审批拨付制度

铁路运输企业为实现对下属单位各项运营支出预算的全过程管理及有效调控，在确保所属各单位运营生产必需资金的前提下，铁路运输企业在运营资金的使用上应建立严格的月度审批拨付制度，对企业运营资金实行预算管理，严格按照下达给各下属单位的年度经营预算及审核通过的基层单位编制的资金预算拨款，严禁预算外资金支出。

上述资金审批制度包含资金的范围应涵盖按照企业自身的预算管理办法并履行相关审批程序批准后的：运营成本费用支出资金、工资支出资金、福利支出资金、大修理支出资金、投资支出资金等。与之对应，铁路运输企业可以将对所属单位拨付的资金划分为：月度运营日常经费（其中的工资及福利费独立）、追加成本费用资金、大修项目资金、投资项目资金及其他按规定办理了审批手续的资金。应优先保证职工工资、福利、安全运输生产所需资金的审批拨付。各项资金必须按照用途独立拨付，独立使用，在正常情况下严禁相互调剂，造成月度内某项资金的超预算使用，以致对应的支出预算失控。

4.3 建立基层单位的请款制度

铁路运输企业下属的基层单位应根据上级单位制定的资金审批拨付制度建立对应的请款制度。

基层运营资金请款方式可以有以下三种方式：

（1）对于日常经费，各单位根据年度经营预算、资金预算及本单位次月资金需用量填报《日常运营资金申请表》，于月底前报上级审核部门审批，其中工资与福利费应单独审批。

（2）对于追加成本费用资金填报《追加运营资金申请表》，经上级审核部门审核后，还应报公司相关管理层审批。

（3）对于大修及投资专项资金，应填报《大修资金申请表》、《投资资金申请表》，经上级审核部门审核后，还应报公司相关管理层审批。

4.4 明确月度运营资金拨付方法

（1）明确拨款额度。资金拨付部门应以基层单位资金使用预算为参考依据，按照其年度经营预算付现支出为基数，扣除上级集中支付项目、转移支付项目金额，以12个月平均计算作为月度日常运营经费拨款额度。如年度经营预算尚未下达，可暂按照上年经营预算额度，并对当年已经审批同意的实际支用情况调整拨付。待当年年度经营预算正式下达时，从下达经营预算的当月起对月度运营日常经费予以调整。

（2）明确拨款方式。铁路运输企业应明确对下级拨款的方式。上级主管部门应审核各单位填报的各项资金申请表，经核准后每月分批进行拨款。其中应特别明确：

①对于追加的成本费用资金申请，应在严格地履行单位规定的审批程序并获得批准后实施。如果涉及全年的成本费用调整，应由相关主管部门下达正式追加预算后，调整有关单位月度日常经费额度，从预算下达次月起拨付；特定项目或特定期间的追加预算，已经明确了具体实施时间的，审批部门根据下达的预算审核拨付，其中，项目实施时间较短的，建议一次性拨付；实施时间较长的，建议分期拨付。

②对于大修资金申请，应按照下达的年度经营大修预算、项目合同、实际开工情况、完工进度及大修资金需用量进行审核下拨。

③对于投资资金的申请，应按照下达的年度投资预算、合同、项目实际完工进度资料和资金需求情况进行审核下拨。

4.5 制定月度结余资金的管理方法

月度结束后，基层单位在保留上级单位核定的基本经营备用金后结余的资金，应根据结余资金对应的产生项目填报《资金结余明细表》，将相关资金在规定的时间内上交，并在次月月初根据生产需要对应申请拨付。

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关键词：分析化学　微波消解　应用

一、微波消解技术的原理及特点

1.微波消解原理

微波是一种电磁波，频率范围为300~3×l05MHZ，微波消解炉的工作功率为2450MHZ。微波的方向性很强，频率很高，对被消解物质具有一定的穿透能力。微波在炉腔内形成一个微波场，此微波场以每秒24.5亿次的频率不断地改变其正负极性。微波消解罐中的样品处于具有极性分子的溶剂之中，这些溶剂的极性分子在微波场中也随之高频地改变方向，形成高速偶极旋转。分子间相互发生高速地碰撞与摩擦，微波能则转变为热能，因此样品在高温下与溶剂发生剧烈作用，与此同时又产生大量气体，在密闭的溶解罐中形成高压，样品在高温、高压状态下迅速消解。

2.微波消解的技术特点

微波消解具有优点如下：（1）微波具有很强的穿透力，直接作用于样品内部，使罐内外均匀受热，短时间即可以达到所要的温度。微波加热在微波罐启动10~15s便可奏效，而且热量损失极小，极大的缩短了消解时间。（2）密闭容器微波消解所用试剂量少，空白值显著降低，且避免了微量元素的挥发损失及样品污染，提高了分析的准确性。

二、微波消解在分析化学中的一些运用

1.微波消解技术在中药样品中的应用

目前，各国对进口中药的质量控制愈加严格，一般要求重金属含量在10~ 6数量级甚至更低。常用测定微量元素的方法有AAS，ICP- AES等，但在测定中会受到样品中未消解完全的有机质的影响。传统消解手段往往达不到相应的温度，而无法使样品消解完全。密闭微波消解中，容器内压力升高，使酸的沸点相应升高。如硝酸在1个大气压下，沸点是120 ℃，而当压力提升到5个大气压时，其沸点可达到176 ℃，可以大大加快样品的消解速度。此外，重金属元素如Cd，Hg，As，Sb，Bi 等均为易挥发元素，利用常压敞口消解很容易在消解过程中造成损失。

几乎所有的中药都需要经过预处理，破坏消化掉有机组分，将待测元素转化成无机化合物，然后制得适于进行ICP光谱测量的供试液。对于商品化仪器来说，样品处理无疑是中药微量元素分析重要的误差来源，因此，选择合适的样品处理方法较为重要。传统的消化方法耗时长、步骤繁琐、效率低、空白高、分析人员劳动强度大，而且开放系统的加热消解过程安全性差，有些酸如高氯酸使用时有时可能发生爆炸，产生危险，同时在消解过程中产生有害气体，对人体健康带来危害，为此分析工作者一直在寻找一种操作简便、效率高的消解方法，微波消解技术由此应运而生，并在近十几年来受到人们的普遍关注，逐渐成为一种常规的样品处理手段。

2.微波消解技术在地质样品和环境保护方面的应用

1985年，Smith等人首次将密闭微波消解引入地质样品的消解中，极大地加速了地质样品的处理过程。由于地质样品中的基体均较难消解，各地质样品间成分的差异虽然较大，但一般都含有硅酸盐，因此若想达到完全消解，需加入HF，此时对消解罐便会有特殊的要求。因此，在消解前，先将样品于混酸中浸泡一定时间后，再进行消解，往往可获得较好的消解效果。

美国国家环保局将微波辅助酸消解硅基和有机基体样品的全分解方法纳入了其标准方法3052之中，以此作为环境分析的一个标准方法。胡珊珊等采用微波消解-原子吸收光谱法和原子荧光光谱法测定土壤中铜、锌、铅、镉等重金属，并通过多种消解酸体系实验，进行比较选择最佳消解方法。

3.微波消解技术在食物样品及卫生检验的应用

对食品中重金属、有机农药残留及其它一些成分的监测，越来越受到人们的关注。食物样品中大部分为有机成分，在消解过程中有大量CO2产生，另外还有硝酸的还原产物NO2，因此当消解反应开始后，反应体系内压强会迅速增加，所以在消解时需控制微波辐射功率，防止发生危险。食物样品一般不含难消解的物质，为减少消解过程中体系内的气体量(大量的气体不利于消解结束时系统的降温和降压)，在消解食物样品时，一般不加入HF和HClO4。研究表明，当食物中油脂含量较大时，应采用更大的消解压力、增加消解时间或加入H2O2等试剂以保证样品的完全消解。

目前在卫生检验领域中，微波消解方法无论是国家标准方法还是文献报道的方法大多数采用硝酸-过氧化氢法，当固体样品取样量在0.19g~0.59g时，加硝酸2ml~ 8ml，过氧化氢1ml~3ml，美国CEM公司推荐的方法则用6ml~8ml浓硝酸。而其中国家标准方法对某些样品的前处理规定为微波消解法，例如1998年中国标准出版社出版的《食品卫生理化检验标准手册》，对食品中总汞、锑测定的样品处理；2002年版《化妆品卫生规范》，对化妆品中的铅、砷、汞样品处理；2010年版《中国药典》附录，对样品中含有铅、镉、砷、汞、铜元素的处理。

4.冶金和其它样品的消解

对于一些常规方法很难消解的样品，使用微波消解作为样品的前处理手段，通常可以获得很好的效果。如石化产品，若采用压力溶弹消解需要5h~8h，而采用微波消解只需要1h~1.5h。在测定煤炭中含硫量的实验中，使用微波消解可避免常规方法造成的环境污染。采用分步微波消解，先以NaOH作为溶解试剂，再用HNO3为消解试剂，成功消解了硅含量较高的铝合金试样，解决了对铝合金中高含量硅测定时样品消解困难的问题。

三、结束语

随着国民经济的发展，人们对生活质量有了更高的需求，这就促使工业产品的分析、食品安全的检测与环境质量的监测更具有高效性与准确性。因此，作为新技术手段的微波消解技术在近年得到了迅猛的发展，在许多领域都有广泛的运用。但微波检测仪器还需要不断的改进，笔者认为微波消解技术与后续检测仪器的联用技术将成为最具意义和最活跃的研究方向。

参考文献

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高炉内烧结矿破损机理研究

熔盐电解技术在冶金中的应用

石钢高炉炉料冶金性能及炉料结构优化

LF精炼钢中氧化物夹杂的控制

微波加热对钢渣升温特性的影响

优化配料降低转炉冶炼过程原料消耗

H型钢裂纹研究

空冷奥氏体相变过程中的相变潜热

PC轧机轧辊磨损预报

一种角钢的强力穿水冷却装置

连轧工字钢温度场的数值模拟

影响唐山地区CDMA2000寻呼成功的原因分析及网络优化

MDA与高校快速协同开发平台的构建

仿真结果动态一致性检验方法研究进展

亲水无泡曝气材料充氧性能的试验研究

集对社会网络分析模型及其应用

传统正则化方法和Bayes统计理论之间的联系

埋地曲管平面外流固耦合振动分析的数学建模

柱层析法纯化青龙衣中胡桃醌的工艺研究

2005年1月—2009年6月煤矿死亡事故统计分析

套管在热力耦合作用下的有限元分析

唐钢烧结配矿研究

化学热处理中的扩散过程

超细化Mn-Mo-Nb-B低碳贝氏体钢轧制过程组织性能

H型钢翼缘与腹板的均匀变形

管材开式冷挤压中挤压力的数值模拟

混合驱动五杆机构的静力学研究

风神轮胎高温循环水泵腐蚀现象

组合趋近率下的液位系统滑模控制

随机化思想在算法设计中的应用

基于小波包分析的图像融合去噪方法

振动颗粒分离与床层内低压区的关系

水热法制备纳米氧化锆粉体

用GC-K基团贡献法估算有机化合物正辛醇/水分配系数

分散聚合法制备TiO_2-PS复合粒子

碳纳米管/聚合物复合材料的微波介电特性

基于概率测度的规则提取算法

无晶种水热合成高结晶度KL分子筛

人工伴侣辅助溶菌酶复性的影响因素

开滦煤煤岩分离及岩相分析的试验研究

焦炭高温性质对高炉炉况的影响

硬线钢夹杂物行为

津西钢铁公司H型钢大型夹杂物特性

吨钢钢液面积对钢质量的影响

棒材生产中计数问题

压电陶瓷材料静态弯曲强度的计算机仿真

苯并三氮唑添加剂对硬质合金钴元素浸出的影响

基于ADAMS的自动纸杯成型机运动机构的仿真研究

混凝土搅拌运输车拌筒恒速控制系统数学模型

静电陀螺仪长球形空心转子径向变形设计

基于传统经验和现代仪器的电控发动机故障诊断方法

非本征光纤F—P传感器制作工艺

基于GIS、GPS、GSM和GPRS的保险查勘车监控调度系统的应用技术和实现

WIMAX与WI-FI技术分析及联合组网

煤矿顶板裂纹图像的小波分析

新型氯溴代烷基磷酸酯阻燃剂制备条件的优化

聚砜中空纤维超滤膜工艺条件优化

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在对废弃印刷线路板进行预处理之前,要注意将不同种类的印刷线路板分开。Yamane等[7]对电脑和手机中废弃印刷线路板的特性做了研究。结果表明,电脑中废弃印刷线路板较手机中废弃印刷线路板有更高含量的稀有金属及更低含量的铜,这决定了前者以回收稀有金属为主要目的,而后者的侧重点是铜的回收。

1拆解

拆解是为了将电阻电容等元器件与废弃印刷线路板的基板分离,以回收一些经过检测能再次使用的电子元器件,并为后续环节中对不能循环使用的部分进行分类处置奠定基础。过去一般采用手工拆解,劳动强度高,工作效率低,而且线路板中的溴和重金属的析出也危害人体健康。近年来各国研究人员都致力于自动拆解装置的开发,并取得了一些成果。日本NEC公司[8]研制了一套自动拆解线路板中电子元件的装置,主要采用红外加热和两级去除的方式使穿孔原件和表面原件脱落。Feldman等[9]采用浴洗或热空气加热等方法熔化焊锡,再用真空夹或机器人拆除线路板表面元器件。

2破碎

破碎是通过机械作用把线路板转变为一定尺寸的颗粒,以满足焚烧、热解等后续环节对给料尺寸的要求,或者使不同组分相互分离而实现高效分选。研究发现,线路板被破碎到0•8mm以下时金属与非金属组分基本可以达到100%的解离[10]。常温干法破碎具有成本低、运转周期短、再生资源效果好等优点,但是印刷线路板中的含溴阻燃剂易分解释放出有毒气体和粉尘,破碎过程中产生的热量还可能使线路板软化或诱发爆燃。低温破碎技术利用液氮等介质将电路板冷冻变成脆性物质后破碎,可以大大减少溴等污染物的析出,但是成本也会增加[11]。段晨龙等[12]提出了一种湿法破碎技术,它具有粉碎效率高、过粉碎少、无二次污染物等优势,但处理过程中会产生一定量的废水,且增加线路板颗粒的水分,不利于采用焚烧等后续处置方法。相比之下,低温破碎技术具有较好的应用前景。

3分选

线路板破碎后的粉末状混合物含有多种金属和非金属成分,通过分选可得到各种物质的富集体,分别进行后续利用。常用的分选方法有气流分选、磁选和电选等。气流分选是根据各种组分密度的不同借助流体动力和各种机械力的作用,使不同组分分层。主要用于分离塑料和金属。该法操作简单,不易对周围环境造成二次污染,但不能进一步分离不同的金属。磁选是利用各物质的磁性差异在不均匀磁场中进行分选,磁性较强的颗粒会吸附到产生磁场的磁选设备上,而磁性弱的和非磁性颗粒就会受自身重力或离心力的作用掉落到预定的区域内。它只能分选出铁、镍等铁磁性物质,不适合废弃线路板中铜等金属颗粒与非金属颗粒的分选。电选是根据不同物质的导电差异,在物料经过电场时,利用作用在金属和非金属成分上的电场力以及机械力的差异来进行分选的一种方法。它对于金属具有较高的回收能力,对能量的需求较低,且不会造成二次污染,但回收的金属纯度不高。在实际应用中,通常采用多种分选技术的组合工艺,以提高分选效果[13-14]。

废弃印刷线路板的处置技术

1冶金处置技术

火法冶金。火法冶金技术的基本原理,是使线路板中的有机材料在冶金炉的高温环境中燃烧而转化为气体,玻璃纤维等成分转化为浮渣而分离去除;金属熔融于熔炼物料或熔盐中,呈合金态流出,富集后的金属制作成阳电极,通过电解法进一步提纯[15]。该法主要应用于电子废弃物中贵金属的提取,在20世纪80年代得到广泛应用。火法冶金提取贵金属方法简单,操作方便,但是由于有机物在焚烧过程中会产生二英和呋喃等有害气体,严重污染环境,且金属回收率低,处理设备昂贵,目前该方法已经逐渐被淘汰[16]。

湿法冶金。湿法冶金技术是利用硝酸等强氧化性介质浸取线路板颗粒中的金属,使绝大多数金属进入液相而与其他成分分离,然后通过对浸出液进行萃取、沉淀、置换、离子交换、过滤及蒸馏等过程,从浸出液中回收金属[17]。Rath等[18]利用热等离子体和酸液浸出联用的方法回收废弃印刷线路板中的金属,得到铜的浸出率为91%,镍和钴的浸出率分别为94•4%和93•3%。李晶莹等[19]采用硫脲浸出废弃印刷线路板中的金、银,在pH≈1•00的条件下,硫脲质量浓度为24g/L,Fe3+的质量浓度为6g/L,反应温度为25℃,浸出时间为2h,物料粒径为0•15mm时,金、银的最高浸出率可达到90%和50%。该方法环保低毒,操作简便,材料价廉易得,是一种应用前景广泛的环境友好型浸金方法。湿法冶金技术存在工艺复杂、化学试剂消耗量大等缺点,而且在处理过程中会产生大量有毒和腐蚀性过滤溶液,可能导致严重的二次污染[20]。该方法目前也较少采用。

2超临界流体技术

超临界流体技术是利用超临界流体的特殊性质来破坏印刷线路板中的黏结层,使线路板层与层之间失去粘连而完全分离,从而实现对废弃印刷线路板中各个组分的回收。超临界流体法主要包括超临界水氧化法、超临界CO2流体法等[21]。超临界水氧化技术是利用超临界状态下水与氧或空气能完全融合在一起的特点,使废弃印刷线路板中难处理的物质与水中的氧反应生成CO2、N2、水和无害的盐类。研究表明,采用超临界水氧化法可使印刷线路板等废弃物的分解率几乎达到100%[22]。超临界CO2流体技术则是利用超临界CO2的高溶解性、高扩散性和良好的流动性、渗透性来破坏废弃印刷线路板中起黏结作用的树脂,从而使废弃线路板的各组成材料分离。超临界流体法处理废弃印刷线路板能够较好地满足线路板回收过程的环保要求,同时材料回收率较高,能耗少,符合可持续发展的需要。但是,超临界流体法需要在高温、高压下,经过长时间处理才能达到回收的目的,因此,设备需要耐受很高的压力,投资较大,安全性要求高,且设备处理能力较小,目前尚不能大规模应用于废弃印刷线路板的回收处理[11,21]。

3微生物技术

微生物技术是利用微生物活动使金等贵金属合金中的其他非贵金属氧化成可溶物而进入溶液,使贵金属出来,通过进一步分离、富集和纯化而提取贵金属的高新技术。周培国等[23]利用从煤堆积水中分离得到的氧化亚铁硫杆菌对印刷线路板中的铜进行了浸出研究,当添加量为10g/L和20g/L时,在15d内印刷线路板中的铜几乎全部浸出。利用微生物回收废弃印刷线路板中的金属组分,是一种经济、环保的处理方法。它具有工艺简单、费用低、操作方便等优点;缺点是浸出时间长,对除了铜以外其他金属浸出率低,很难找到特定的微生物实现废弃印刷线路板中各组分金属的分离。目前,该技术还不成熟[11,20]。

4焚烧技术

普通焚烧技术。焚烧技术是利用线路板中的可燃物在焚烧炉中与氧进行高温燃烧反应,把有机成分转变为CO2和H2O等产物,释放出的热量通过余热锅炉等进行回收,玻璃纤维和金属等成分则转变为残渣而排出焚烧炉,经粉碎后可送往金属冶炼厂进行金属回收。

熔盐焚烧技术。熔盐焚烧是在熔盐焚烧炉中把碳酸钠、碳酸钾和氯化钾等无机盐加热到熔盐状态,然后把粉碎后的线路板颗粒和空气一起通入熔盐中燃烧分解。线路板中的有机物在燃烧过程中转化为CO2和H2O等产物,生成的HBr等酸性气体大部分还可以与碱性熔盐反应而除去,燃烧残渣则阻留在盐中[24]。对熔融盐进一步处理便可分离回收各种金属。焚烧法主要用来回收印刷线路板中的金属和有机成分的化学能,它具有工艺简单,耗时短,能够实现线路板的减容减量等优点,并且废弃印刷线路板组分中主要的金属铜及贵金属(金、银、钯等)具有较高的回收率及纯度。但是由于线路板中含有溴化阻燃剂,在氧化性气氛中会产生HBr、溴代二英和呋喃等剧毒气体,也会使部分熔点较低的重金属迁移到烟气中,造成大气污染,因此制约了这种方法的推广应用[11,20]。

5热解技术

普通热解。热解法是在无氧条件下对破碎、分离后的线路板颗粒进行加热裂解,使线路板中的有机聚合物在惰性气体保护下受热分解,生成液体和气态的烃类化合物,从而回收燃料油和可燃气以用作燃料或化工原料,而剩余的固体残渣为金属富集体、陶瓷和玻璃纤维的混合物,可进一步分离回收[11,20,25]。孙路石等[26]利用固定床反应器进行多种工况下印刷线路板的热解试验,得到的气体产物主要由CO2、CO、H2O以及一些低级烃类物质组成,液体产物经常压蒸馏得到轻石脑油、重石脑油、重油等馏分,固体产物经过二次燃烧后可以得到高纯度的玻璃纤维。

真空热解。真空热解是反应压力(一般10~20kPa)低于大气压的热化学反应,其目的在于通过真空,即压力的降低,在较低温度下使印刷线路板中的聚合有机物分解为需要的挥发性组分,进而冷凝为具有高热值的热解燃料油[21]。真空热解可以极大缩短热解产物在高温反应区的停留时间,减少了二次热解反应的发生,尤其降低了卤化氢发生二次反应生成卤代烃的概率,依靠真空机械的动力避免了引入惰性气体,提高了气体产品的纯度。真空热解还有利于提高化工原料的产率,减少气体的产量。龙来寿等[27]利用固定床真空热解废弃印刷线路板并结合剪切破碎和气流分选方法回收金属铜,得到回收产品中铜的质量分数为99•50%,总的回收率为99•86%。周益辉等[28]利用真空热解和离心分离技术回收废弃印刷线路板中的焊锡,在热解温度为400~600℃,旋转速度为1000r/min,持续旋转10min时,线路板中的焊锡可完全分离,且回收后的焊锡可直接使用。目前利用真空热解技术处理和回收废弃印刷线路板的研究刚刚起步[3,20]。

微波热解。微波加热的原理是在高频变化的电场中,介质中的偶极子做快速的摆动,并受周围分子的阻碍和干扰,产生类似于摩擦的作用,使作无规则热运动的分子获得能量,以热的形式表现出来就是介质温度上升。微波加热不仅加热速度快,而且加热均匀,可大大缩短处理材料所需的时间,节省能源,有利环保。谭瑞淀等[29]对含有30%塑料、30%惰性氧化物和40%金属的废弃印刷线路板进行了微波热解研究,得到7%~33%气体、26%~45%液体、31%~51%固体。其中气体主要由CO、CO2、H2及有机烃类组成,可燃性气体占70%,可以作为城市煤气使用;液体产物经常压蒸馏后,得到的120~250℃馏分主要为酚类化合物,经简单的加工处理就可以得到有价值的化工原料;固体产物除炭外,还含有铅、锡和铜等多种金属。由于微波可直接加热物料,所有处理过程均可在一个单元装置中完成,而无需使用庞大的焚烧炉,这使得微波处理工艺更简单、更清洁,易于操作,而且能显著降低处理成本。另外,微波技术可使物料在高温下快速分解,有效避免二英的产生,大幅降低有机污染物的排放,减少对环境的危害[21]。该方法的缺点是装置的大型化比较困难,能量消耗也比较高。

等离子体热解。高温等离子体能量密度很高,中性粒子温度与电子温度相近,通常为10000~20000K,各种粒子的反应活性都很高。当高温高压的等离子体去冲击被处理对象时,被处理物很快被气化分解,从而使有害物质变成无害物质[21]。中科院等离子体所成功研制了等离子体高温无氧热解炉,其处理后的金属、玻璃体和尾气从各自的排放通道被有效地分离[11]。该法技术先进,但处理成本较高,对装置安全性的要求也非常苛刻,且现有装置处理废弃印刷线路板的能力有限,尚有待进一步的发展。

总之,热解是在没有氧气的惰性气氛中进行,在回收热解油、热解气和金属的同时,抑制了二英、呋喃类物质的形成,同时还原性焦炭的存在有利于抑制金属的氧化物和卤化物的形成,整个回收过程向大气排放的有毒有害物质比焚烧要低得多。该技术的发展目前仍处于实验室阶段,热解过程产生的焦炭、金属和玻璃纤维等多种物质混杂包裹在一起,有用成分的分离回收存在一定困难;热解焦油的成分复杂,若直接用作燃料尚难被一般用户接受,其利用价值和重整改性的潜力等还不明确;迁移到气、液、固三相产物中的溴,在后续处理过程中会如何转化,还需要作进一步的研究。

6气化技术

普通气化技术。气化是以可控的方式在氧气量不足的条件下对线路板中的碳氢化合物进行部分氧化,生产出具有高价值的合成气。气化技术同时结合了热解和焚烧技术的特点,在过程中引入部分氧气加速分解,并避免了碳化结焦。气化过程克服了热裂解反应速度慢、残渣多、易结焦、传热性能差的缺点,且反应过程处于还原性气氛中,不会产生二英等有毒物质[21]。但由于线路板气化过程中溴会转化为HBr析出,容易对设备产生腐蚀,并影响合成气的后续利用。部分挥发性较强的重金属也容易迁移到气相产物中。

熔盐气化技术。近年来,熔盐技术应用于煤、生物质及有机废弃物等的处理得到了广泛关注。如Matsunami等[30]研究了CO2气氛下熔盐中煤的气化。Wu等[31]关于碱金属盐对于褐煤裂解气化的催化作用的研究表明,Na盐能促进褐煤焦炭的气化。Adin-berg等[32]利用太阳能在熔盐反应器内气化生物质,温度为1188K时,生物质变为合成气的转化率达到了98%。Sugiura等[33]研究了Li2CO3/K2CO3混合熔融盐中污泥和稻谷的气化,产生的气体中主要成分为CO和H2。Gong等[34]对废纸在CO2中气化时熔融盐催化效果的研究表明,多种混合熔融盐的催化效果比任何单一熔融盐要好。与它们相比,废弃印刷线路板中还含有大量可回收利用的金属以及溴等需妥善处理的有害物质。倪明江等[35]研究表明,印刷线路板中的溴在高温条件下主要以HBr和Br2的形式析出,且温度越高,HBr的含量越高,温度达1400℃时,HBr占主导位置。Borgianni等[36]研究表明,熔融碳酸盐气化技术可有效脱除塑料中的氯,且产生的合成气可直接作为燃料使用。

上述熔融盐在各方面的应用研究,为利用熔盐气化技术资源化处理废弃印刷线路板提供了理论支持。熔盐气化技术以高温热稳定性较好的熔融盐如Na2CO3等作为反应介质,使印刷线路板在盐浴内裂解和部分氧化,利用熔融盐对有机物的强氧化性和高热传导率,使线路板中的有机成分转变为低热值可燃气。反应过程中释放的HBr等酸性气体可以被熔盐吸收,线路板中的金属和无机物也滞留在熔融盐内,通过对熔融盐的进一步处理便可有效回收金属。李飞等[37]研究了熔融盐中印刷线路板的气化特性。结果表明,线路板在熔融盐气化炉内裂解主要气体产物为H2和CO,两者的体积占产气总体积的70%,且气化效率在空气当量比为20%时达到最大值94%;此外,线路板中大部分溴被熔融碳酸盐中和吸收,测得的气体产物中的含溴量仅占物料中含溴量的0•006%;而且大部分金属滞留在熔融盐内部,并分层分布,有利于不同金属的分离回收。Flandinet等[38]利用熔融盐回收废弃印刷线路板中的金属,运行温度在300℃时便可实现金属的回收,且气体产物中99•8%的氟化物、99•3%的氯化物和99•99%的溴化物被熔融盐捕获,由于运行温度较低,减轻了熔融盐对设备的腐蚀。由于气化过程处在一种还原性气氛下,可以有效控制二英等有害物质的生成,产生的清洁合成气可以用作化工原料或通过燃烧进行能量回收。该方法具有能耗低、二次污染少、金属回收率高等优点,具有良好的环保性能。但熔盐气化过程中需要不断排出熔渣,定期更换熔融盐[39],系统结构与控制复杂;熔盐对反应器的腐蚀作用也比较强。目前,该法尚处于实验室阶段,熔融盐气化反应装置的优化和放大设计、气化处理后的熔融盐净化工艺等都还有待进一步研究。

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关键词：废旧电子垃圾 资源化回收应用

中图分类号： F407 文献标识码： A

0 前言

电子电器产品的生产已成为本世纪增长最快的行业之一，高科技在带给人们方便、优越、舒适的同时也带来了不少的忧患。那些失去价值的电子产品就成为了我们日常所说的电子废弃物即电子垃圾。这些新型电子垃圾不仅数量巨大且危害严重，它既造成环境灾难，又浪费许多宝贵的资源，是亟待解决的难题 [1]。

1 基本概念

1.1 废旧电子垃圾的概念及来源

废旧电子（Waste Electrical and Electronic Equipment, WEEE）指废弃的家用电器与电子产品及其元器件、零部件和耗材，其主要包括各种废旧电脑、电子通讯设备、 电视机、 电冰箱, 以及被淘汰的电子仪器仪表等[2]。废旧电子垃圾主要有三个来源：电器制造商，大公司、研究机构和政府，个人和小商家[3]。在以上的三个来源中，个人和小商家产生的废旧电子垃圾数量巨大、种类繁多，因此是最难管理的一个源头。

1.2 特性及其对环境的危害

废旧电子对环境具有双重性，既有可能对环境造成污染，具有环境污染的潜在性，又含有大量可利用的再生资源，具有可再生资源回收利用的资源性。电子垃圾具有不可降解性, 含有多种有毒、有害物质或元素, 如铅、汞、镉、六价铬、多嗅联苯、多嗅二苯醚等由于这些有毒、有害物质，不易被生物代谢所分解, 属于持久性污染物。填埋或焚烧电子垃圾都会产生严重的污染问题[4]。国外资料报导, 垃圾填埋物中总含铅量的40%来自电子废弃物。而填埋渗滤液也会污染地下水。焚烧则有大气污染物排放, 包括重要的污染源二恶英( dioxin)[5]。而另一方面，据丹麦技术大学的研究结果，1t 随意搜集的电子板卡中含有大约272 kg 塑料、130 kg 铜、0.45 kg 黄金41 kg 铁、29kg 铅、20kg 锡、18kg镍、10kg 锑[6]。现在矿产资源正在衰竭，采矿冶炼成本也越来越高，废旧电子中的这些宝贵资源如果对其进行有效利用，其资源价值和经济价值是十分可观的。

1.3 我国电子垃圾的现状

目前我国已进入家用电器淘汰的高峰期，尤其是20世纪80年代中后期进入家庭的家电，已经接近使用寿命的极限，即将报废。从2003年起，我国每年至少有500万台电视机、400万台冰箱、600 万台洗衣机报废，而电脑更新换代时间约为两年，这样每年也将有500万台电脑进入淘汰期。 总计各类家电年报废量将超过2000万台[7].电子垃圾不仅增加快，数量巨大，而且危害严重，处理不当，对人类健康和环境安全都将构成极大危害。

2 废旧电子垃圾的处置

2.1 我国废电子垃圾的处置现状

目前，我国还没有建立规范的电子垃圾回收处理体系，一些家用电器或电子产品通过维修或升级后重新进入市场，流入低收入家庭或农村；不能通过维修正常使用的电器电子产品拆解后, 某些可以重新利用的家用电器、电子电器元器件、零部件拆解后重新翻新用到新的产品中去；没有利用价值的部件则被当作普通垃圾丢弃到垃圾厂,成为电子废物的主要来源整个回收行业处于完全的无序状态, 缺乏整合, 疏于监管, 使得在新产品中往往充斥了许多不合格的电子元件。而不正规的回收处理厂家因为技术和设备的不到位，在加工废电器时无法对产生的废水、废渣进行有效和符合环保要求的处理，而电子产品中含有大量有毒物质，如果不能在加工时及时处理，其危害甚至比直接把废品扔了还要大[8]。

2.2 资源化回收及应用

废旧电子的资源化是指采用一定的工艺措施回收电子垃圾中的有用物质和能源。目前资源化途径主要分为两类：一类是电子废弃物正常功能尚未丧失的情况下,对它进行再利用,即通过清洗、重新测试并组装等工序,生产出再生的电子产品。我们主要讨论的是另一类,即通过对废旧电子的拆解等一系列过程,实现废旧电子中各有用材料的回收和再利用。废旧CRT 监视器主要是通过这类技术实现了资源化。[9]

在国外，旧电子拆解业成为一个独立的行业。比如美国，电子垃圾拆解已经形成了很专业的分工，有专门负责拆解的公司，有专门负责电路板回收的公司，有专门提炼贵重金属的公司等等。由于专业化处理，美国电子垃圾的回收再利用率达到97％以上。[10]

电子垃圾是一个全球性的问题，各国对它的资源化研究都尚处于一个探索阶段，目前的资源化方法主要是回收其中的贵金属，其方法主要有物理法、化学法、生物法等。化学方法一直是广泛应用于提取电子废弃物中金、银等贵金属的成熟方法, 物理方法通常是作为辅助手段和化学方法一起用的。

2.2.1 化学法[11]

化学处理是将破碎后的电子废弃物颗粒在酸性或碱性条件下浸出，浸出液再经过萃取、沉淀、置换、离子交换、过滤以及蒸馏等一系列过程最终得到高品位及高回收率的金属。[12]

化学处理主要有：火法冶金、 湿法冶金、 电解法提取、 硫酸法、 硫尿法等工艺技术。其中应用较多的是火法冶金和湿法冶金。

火法冶金：火法冶金从电子废弃物中回收贵金属是20 世纪80 年代应用最广泛的技术 ,基本原理是利用冶金炉高温加热剥离非金属物质 ,贵金属熔融于其他金属熔炼物料或熔盐中 ,再加以分离。

湿法冶金: 湿法冶金技术的基本原理主要是利用贵金属能溶解在硝酸、 王水和其他苛性酸的特点,将其从电子废物中脱除并从液相中予以回收。

2.2.2 物理法

物理法是利用各组分间的物理性质差异进行分选的机械处理方法存在着成本低，操作简单，不易造成二次污染,易实现规模化等优势。

主要有机械破碎、空气分选和磁性吸附等多种方法。

机械处理法是发展历史最久、 应用最广泛的从电子废弃物的回收金属的方法。目前的机械处理方法主要包括拆解、破碎、分选以及处理后物质再经过冶炼、填埋、焚烧,最终获得金属、塑料、玻璃等再生原材料。[13]

德国是对电子废弃物进行综合回收利用较早的国家。目前德国有 Kamet Recycling Gmbh (公司)、Trischler und Partner Gmbh (公司)以及Daimler2Benz Ulm Research Centre 等多家处理电子废弃物的回收中心。Daimler2Benz Ulm Research Centre 开发了四段式处理工艺: 预破碎、液氮冷冻后粉碎、分类、静电分选[14]。

2.2.3 其他方法

生物浸出技术、微波处理技术等也可以用于电子垃圾的资源化处理处置。生物浸出技术比较简单、费用低，易于操作,但其缺陷在浸出时间长，而且需暴露的金属 ,浸出液浓度低 ,目前这一技术还处于发展阶段 ,就其发展前景来看,实用性不高。微波处理技术可以用来破碎电子元件并回收电子垃圾中的贵金属 ,但这种方法工艺复杂，目前还处于研究阶段。

3 国外经验与启示[15]

1 资源短缺国家尤其重视电子垃圾问题

德国、日本这些资源稀少国家对循环经济尤其重视，日本更是已将其作为基本国策；而一些资源大国、石油富国对此重视都不够。而我国处于一个总量喜人、均量贫乏的尴尬境地，致使政府和民众重视都不够。

2 立法是根本保障

多数发达国家都以法律为重要手段来处理电子垃圾问题，而我国废旧家电回收利用管理目前还处于无法可依的状态，为此我国应尽快出台相关法律或行政法规。

3 市场运作时有力手段

对进口的电子产品征收回收费，这实际上是一种以经济为杠杆建立绿色壁垒的市场运作方式。日本是一方面强迫制造商回收电器，另一方面要求消费者承担大部分回收循环费。

4 “生产者责任制”为基本原则

在这项制度下，生产者要在产品的生命周期内承担环境责任。他不仅有利于促使废弃物回收和循环使用，而且可激励生产者使用更多的易于循环的材料，减少原材料特别是有害物质的使用。

4 总结

如果政府能够给予足够的重视，提供政策扶持、法律保障和资金支持，加强公众的环境意识，让全社会都能重视并支持这项工作，那么在一段时间内建立相应的电子垃圾资源化管理法则、借鉴国内外的发展经验、开发及引进新技术、提高和完善处理手段将不再是梦想。如此，我们不仅能解决本国电子垃圾的污染问题，而且，我国的环保产业也一定能走出有中国特色的发展道路。

参考文献：

[1] 赵慧,吴勇生.分析电子垃圾的危害及资源化.技术壁垒[J] 2006(10);63～65

[2] 邱胜鹏.国内电子废弃物的处理现状. 能源与环境[J] 2006(1);61～63

[3] 王浩东,尚兰福.废旧家电回收对策的研究[M],中国环境科学出版社，2006

[4] 黄远湘.我国电子垃圾现状与对策. 湘南学院学报[J] 2008,29(5);55～59

[5] 王灿东,盛 艳.废旧电脑的处理与资源化[J],再生资源与循环经济, 2008,1(1);33～35

[6] 李湘洲.电子废弃物的再生利用必须走产业化之路[J],再生资源研究,2004 (4);9～11

[7] 李晓辉,田 霞.电子垃圾的再生利用与产业化运作[J],科技情报开发与经济, 2005,15(9);106～107

[8] 赵聪颖,杨婷婷.上海市电子废弃物现状评述与改善对策[J], 中国科技信息,2008(17);16~17

[9] 吴霆,李金惠等. 废旧计算机CRT监视器的管理和资源化技术[J],环境污染治理技术与设备,2008,4(11),86～91

[10] 扬子江.电子垃圾的资源化研究[J],节能与环保,2003(10),16~18

[11] 魏金秀,汪永辉等.国内外电子废弃物现状及其资源化技术[J],东华大学学报,2005,31(3); 133~138

[12] 袁珂蔡,美 芳.电子废弃物的资源化回收利用[J], 中国西部科技，2008,7(30);37～38

[13] 沈 超,蒋 磊等.废旧电子电器产品中贵金属的回收利用概况[J], 武汉科技学院学报, 2008,21(10);41~44

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关键词：废弃；电子线路板；资源化；再生利用技术；现状

中图分类号：X705 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）3-0004-02

电子线路板是电气设备的重要元件之一，其主要构成材料有氧化物、金属、塑料等。金属材料主要有铜、锡、镍、铅、锌、铁等普通金属以及铂、金、钯、银等贵金属，约占电子线路板材料总量的40%左右；塑料主要有卤化物、C-H-O聚合物、含氮聚合物等，约占电子线路板材料总量的30%左右；氧化物主要包括氧化铝、氧化硅以及一些碱性氧化物等，约占电子线路板材料总量的30%左右。由此可见，废弃电子线路板中含有很多可利用的资源以及会污染环境的污染物，如果不对其进行有效的处理，就会导致资源的严重浪费，生态环境的严重污染。鉴于废弃电子线路板的可利用价值以及存在的危害性，必须要加快对废弃电子线路板资源化再生利用技术的研究。

1 废弃电子线路板资源化再生利用技术的现状

对于废弃电子线路板的处理来说，最原始的处理方式是将其填埋或是用火焚烧。这种方式不仅会对环境造成极大的污染，同时还会导致废弃电子线路板中的很多珍贵资源被浪费。随着经济的发展，这种原始处理方式已被政府严令禁止。现今对废弃电子线路板进行再生利用的技术可分为三个步骤，第一步是对废弃电子线路板进行拆解，找出其中尚可使用的零部件进行再利用；第二步是对无法再利用的剩余部分进行破碎、分选处理；第三步是对已破碎且分选好的废料中的珍贵资源进行回收利用。

1.1 废弃电子线路板的拆解

随着电子产品种类以及数量的增加，废弃电子线路板的种类和数量也随之增加，废弃电子线路板多种多样，结构组成也不尽相同。对其进行合理的预处理拆解是确保废弃电子线路板无污染回收、高效率回收、低能耗回收的基础。一般而言，对废弃电子线路板的拆解多是指将其中电容、二极管、电池、电感、电阻等元器件拆下来，并对这些元器件进行检验，尚完好的元器件可以再次使用，坏掉的元器件进行分类回收处理，目前常用的拆解方法有两类：人工拆解和机械拆解。

1.2 废弃电子线路板的破碎和分选

机械物理法是废弃电子线路板破碎和分选过程中常用的技术手段之一，其步骤是先对废弃电子线路板进行破碎处理，然后再以废料的物理特征差异为依据进行分选，将金属富废料与非金属混合物区分开来。

①破碎：现今很多电子线路板的硬度高、韧性强，普通的破碎机已经很难将其完全破碎，只有选择具有剪切功能的破碎机械方能保证破碎效果。一般而言，废弃电子线路板破碎分为两步，第一步是先用具有剪切功能的破碎机将韧性强的废弃电子线路板剪碎；第二步是使用冲击式破碎机或是挤压式破碎机将剪碎的废弃电子线路板磨碎。

②分选：分选是指利用破碎之后电子线路板废料的物理性质（比如颗粒大小、磁性、密度、表面特性、电性等）对其进行区分处理，将金属富废料与非金属混合物区分开来。物理破碎分选法的优点有很多，不但可以有效的减少废弃电子线路板回收处理过程中的二次污染，降低了回收成本，而且分离效果极好。

1.3 废弃电子线路板的回收利用

经过拆解、破碎和分选以后，对已分选好的废料进行回收处理的方式有很多，比如热处理法、湿法冶金、生物法、超临界法等，本文就专门针对这些处理技术作了简单的介绍。

1.3.1 热处理法

热处理法主要有三种，即焚烧法、热解法和微波法。

①焚烧法：利用废弃电子线路板基板的可燃性以及较高的热值将已被破碎的废弃电子线路板放入焚烧炉中进行焚烧处理，以此方式回收废弃电子线路板中的贵金属物质。这种回收方式缺陷很明显，因为焚烧的缘故，致使其中一些非金属物质以及熔点低的金属物质无法获得有效的回收，而且在焚烧的过程中还会产生大量的废气、废渣、废水，如果不能对这些废物进行有效的处理，还会污染生态环境。

②热解法：热解又称干馏，即是指将废弃电子线路板放入充满氮气的容器中并加热，使废弃电子线路板中的非金属有机物质转化为气态、液态的低分子烃类或其它化工原料，促使非金属物质与金属物质分离，完成回收。

③微波法：微波法是指利用微波技术对废弃电子线路板进行迅速加热使其达到高温状态并燃烧。这种回收方式的优点在于工艺简单、速度快、效率高、操作方便，而且对环境的污染小。

1.3.2 生物法

生物法是指技术人员将已被破碎且分选好的废弃电子线路板废料放入含有某种生物的溶液里回收其中的金属元素。这种回收技术不仅能够降低废弃电子线路板回收过程中的能耗，而且还不会对环境造成污染。不过因为生物法中可用的菌种有限，很难培养，而且回收的周期长，所以对这种方式的利用还未全面普及。

1.3.3 超临界法

超临界法是指将已被破碎且分选好的废弃电子线路板废料放入有氧化剂存在的高压超临界、高温超临界的流体中，使其迅速分解。超临界水氧法就是常用的一种超临界法。

1.3.4 湿法冶金

湿法冶金是指利用某种酸性介质或氧化性介质的水溶液，采用还原、中和、水解、氧化等化学处理法，对废弃电子线路板中的金属物质进行提取和分离。这种回收方法的优势在于能够提取出非常纯正的金属物质，但工艺比较复杂，对化学试剂的消耗非常大，成本耗费也较高，回收过程会产生大量的“三废”物质。

2 废弃电子线路板资源化再生利用技术的未来发展

对于废弃电子线路板资源化再生利用技术的未来发展来说，机械自动智能化拆解技术的前景市场广阔，虽然现今这种技术还处于研究阶段，不过在不远的将来必定会成为废弃电子线路板拆解技术的主流。

金、银、铂等贵金属的回收一直都是废弃电子线路板的回收重点，在废弃电子线路板回收技术的未来发展中应该加强对这方面回收技术的研究。生物法的回收率高而且对环境没有污染，这是未来废弃电子线路板回收技术的发展方向。

另外，要注意的是废弃电子线路板破碎和分选工作的质量直接影响着后期的回收率，因此在废弃电子线路板回收技术的未来发展中，还必须加强对这方面技术的研究和改进。

3 结 语

总而言之，随着我国社会主义市场经济的进步和发展，电子产品的更新换代速度必定会更快，对废弃电子线路板回收利用是每个国家都必须要重视的问题。我国现阶段在这方面的技术还欠发达，还需要积极向国外先进国家学习，积极创新，以此保证废弃电子线路板的回收率。

参考文献：

[1] 闫鹏.废弃印刷线路板高温燃烧时溴的迁移转化特性和溴代二英的排放特性试验研究[D].杭州：浙江大学，2013.

[2] 向东，张永凯，李冬，等.面向元器件重用的废弃线路板拆解关键技术[J].机械工程学报，2013，49（13）：164-173.

[3] 陈鹏.旋风分选线路板中金属和非金属材料的数值模拟和工艺研究[D].合肥：合肥工业大学，2012.

[4] 关杰，徐敏，苏立，等.废弃阻燃塑料热失重行为与分解规律的研究[J].环境科学与技术，2011，34（2）：42-46.

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关键词：电感耦合等离子发射光谱仪 铜精矿 有害元素

Simultaneous determination of noxious elements in copper

concentrates for import by the ICP-OES method

Wei Zhang Xi Gu Yan Wang Hui Wang

Dongying entry-exit inspection and Quarantine Bureau Dongying 257091

Abstract: This paper optimized the processing of treating imported copper concentrate.A accurate method was built to determinate the harmful elements in copper concentrate simultaneously by analysing the factors effect on digestion of copper concentrate and instrument parameters. The recovery was between 91.7%-96%, and the determination results were compared with that determinated by FAS.

Key words: inductively coupled plasma atomic emission spectrometry, copper concentrate, noxious elements

1. 前言

铜是建设现代工业、农业、国防和科学技术不可缺少的重要有色金属原料,需求量很大。铜矿石一般都伴生有砷、铅、汞、镉等元素，铜矿石在选矿厂进行破碎、浮选、分离、浓缩、脱水等步骤选矿后得到铜精矿，但是选矿过程中基本无法去除伴生的微量元素，而伴生的这些元素许多是对环境有害的元素，国家对其含量有着严格的要求，因此对铜精矿中的各种微量元素进行测定的工作是对铜行业生产乃至电气电子等下游行业有着十分深远的意义，研究铜精矿中微量元素的测定的影响因素是对铜工业生产、加工、再制造、对电解铜生产过程无害化处理和资源利用等有着非常重要的实用价值和积极意义。

电感耦合等离子发射光谱仪方法（ICP-OES）是当前公认的无机分析领域最主要的痕量分析技术之一，它具有灵敏度高、谱线简单、动态线性范围宽、可进行多元素同时检测等优点，已广泛用于环境、化工、冶金、石油、生物、医学、半导体、核材料分析等领域[1]。

铜精矿中有害元素的主要检测方法为手工法[2-3]，也有文献报道用原子吸收光谱法测定[4]，而ICP-OES法测定铜精矿中有害元素的文献报道的相对较少[1]。

本文通过优化电热板消解参数以及ICP-OES工作参数同时快速测定铜精矿中有害元素，并对影响铜精矿中有害元素测定的因素进行了分析。

2. 仪器与试剂

2.1 仪器

美国perkinelmer公司optima 7，000 DV电感耦合等离子发射光谱仪，射频输出功率范围为750-1，500W。

日立Z-2000原子光谱仪，采用火焰法。

Milli-Q（Rios5+Advantage A10）纯水系统，18MΩ cm-1。

Labtech微波消解仪，600w，40位聚四氟乙烯高压消解罐。

2.2 试剂

HCl，优级纯

HNO3,优级纯

标准溶液：1，000ug/ml,购自国家标物中心。

3. 实验部分

3.1 检测波长的选择

基于对进口铜精矿基体成分分析[5],比较待测元素的峰形和峰高，选择最佳测定波长，从所选谱线中选择不受干扰或干扰较小且信噪比较高的谱线作分析线,见表1。

3.2 标准曲线的绘制

将Pb，Cd，Hg，As标准储备液（1，000ug/ml）经逐级稀释，标准溶液浓度见表2,按顺序测定标准系列溶液光谱强度，以净光强度为因变量，以元素的浓度（ug/ml）为自变量进行线性回归，绘制工作曲线。

3.3 仪器工作参数

影响ICP-AES分析性能的主要因素是人射功率、载气流量和观测方式。本文通过对As、Pb、Cd和Hg每种元素的测定条件进行筛选，考虑到各种元素的综合操作条件，保证各种元素均能获得较高的信背比，参数条件见表3。

3.4 样品处理

称取0.2g样品放入200mL烧杯中，加少量水润湿，再加10mL纯盐酸，盖上表面皿，放到电热板上低温溶解（200℃以下）。十分钟后加10mL纯硝酸，继续溶解，蒸至黏稠状，取下冷却，再加10mL（1：1）硝酸溶解，后煮至微沸，溶液应呈澄清状，取下冷却至室温，过滤至100mL容量瓶中定容摇匀。

4. 结果与讨论

4.1 进口铜精矿中有害元素结果比较

对不同国家的铜精矿中的有害元素进行了分析测试比较，详见表4，从结果表中可以看出，依据我国2006年由质检总局、商务部、环境总局联合的2006年第谱仪测定铜精矿中有害元素，方法测定下限低，准确度和精密度好，快速简便，完全能够实现样品同时、快速、准确的测定要求。49号《关于公布进口铜精矿中砷等有害元素限量的公告》，托克秘鲁矿中Cd与Hg的含量以及爱邦智利矿中的Cd含量已经超出了上述公告中的限量要求。建议检验检疫部门应对这两个国家进口的铜精矿加大检查力度。

4.2 消解酸的类型与比例对结果的影响

以美国铜精矿为典例，研究了消解酸的类型与比例对铜精矿中有害元素测量结果的影响，详见表5。

从以上数据可以看出，相比盐酸和硫酸及盐酸和硫酸的混合消解，盐酸和硝酸混合的消解效果最好，而当硝酸与盐酸比例为3：2时，消解效果较好。

4.3 与原子吸收测定结果的比较

以爱邦智利矿为典例，将ICP-AES测得结果与原子吸收火焰法测得的结果进行比较，结果详见表6。

从上表分析结果可以看出，电感耦合等离子发射光谱仪与原子吸收火焰法测的数据基本一致，而采用ICP-AES测定更为快捷方便，原因在于ICP-AES可以同时测定多种元素，而原子吸收火焰法则只能顺序测试各种元素。

4.4 与微波消解测定结果的比较

以爱邦智利矿为典例，将本文中电热板消解样品处理过程与微波消解处理方法进行了分析比较，测试结果见表7。

从上表结果测定值可以看出，本文中优化的电热板消解法相比微波消解法测定值普遍偏高。在实际的样品处理过程中，微波消解法消解效果欠佳，因而是取消解后的上清液进行了测试，故实际测定结果值偏低。

4.5 样品加标回收

以土耳其铜精矿为典例，分两个梯度点对铜精矿样品进行了加标，检测结果及回收率情况见表8。

从表中可以看出，加标回收率在91.7%-96%之间，表明本文中电热板消解法处理铜精矿处理方法效果良好。

4.6 精密度与检出限

在优化的电热板消解ICP-AES测定条件下，对有害元素含量较低的土耳其铜精矿进行12次测定，以KSb/S计算铜精矿中砷、铅、镉、汞的测定下限，相对标准偏差及检测低限统计结果如表9所示。

从上表结果可以看出，优化的电热板消解ICP-AES测定铜精矿中有害元素有较好的精密度和较低的检测低限。

5. 结论

综合以上实验测试结果分析，采用优化电热板消解-电感耦合等离子体发射光。

参考文献：

[1] 王松君,常平,王璞等.电感耦合等离子发射光谱法直接测定黄铜矿中多元素[J].岩矿测试（rock and mineral mineral analysis），2004, 23(3)：228-230.

[2] GB/T 3884.6-2000 铜精矿化学分析方法：铅，锌，镉和镍含量的测定.

[3] GB/T 3884.9-2000 铜精矿化学分析方法：砷和铋含量的测定.

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【关键词】 LEEP；宫颈糜烂；应用

慢性宫颈炎是常见的妇科疾病,宫颈糜烂是慢性宫颈炎最常见的表现,病原体侵入宫颈黏膜即柱状上皮所覆盖的部分,加之宫颈黏膜皱襞多,病原体潜藏次处,感染不易彻底清除,易引起宫颈病变［1］。本院自2009年10月至2010年10月,应用LEEP治疗宫颈糜烂165例,取得了良好的疗效,报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 本组病例选自2009年10月至2010年l0月在我院就诊的宫颈糜烂患者165例；随机将165例分为2组，治疗组采用Leep刀治疗宫颈糜烂85例，对照组采用微波治疗宫颈糜烂80例。术前经妇科检查及白带化验排除急性炎症，并做宫颈刮片检查，必要时宫颈活检，排除宫颈上皮内瘤样病变及宫颈癌。入组人员均为已生育妇女，TCT阴道镜及宫颈活检排除癌前病变及癌变,盆腔检查正常,无阴道炎症,3个月内未接受其他的物理治疗,非孕期及哺乳期,凝血功能正常。2组之间年龄及病情比较差异无统计学意义。

1.2 诊断标准 根据宫颈糜烂面积大小分为:轻度;糜烂面积小于整个宫颈面积1/3;中度:糜烂面积占整个宫颈面积的1/3~2/3;重度:糜烂面积超过整个宫颈面积2/3以上。按宫颈糜烂深浅程度分为:单纯型、颗粒型及乳突型。

1.3 手术方法 2组病例均于月经干净3~7 d内进行，对照组采用微波治疗仪，治疗面超病变边缘3 mm，从内向外扇形烧灼,术毕子宫颈创面呈锥形深约5 mm，创面为黄褐色焦痂，无渗血；治疗组采用高频手术器，暴露宫颈后先碘伏消毒，复方碘溶液外涂宫颈标志移行区范围显示病变范围，根据病变性质和范围选用不同型号的环行电极，采用电凝和切割混合,从宫颈12点起距碘面着色区边缘5 mm处顺时针方向360°环形电切病灶,从左至右或至上而下缓缓均匀连续移动电极以切割组织,直至右侧灶边缘外5 mm取出电极。切割深度：单纯型0.2 cm，颗粒型0.5~1.0 cm，乳突型0.5~1.5 cm。若病灶太大，可分多次进行，尽可能将组织完整切除,创面予球状电极止血。术毕用探针探宫颈管是否通畅，预防宫颈管粘连，切除标本送病检。两组患者术后1个月禁止坐浴,2个月禁止性生活。

1.4 疗效标准［2］ 痊愈:宫颈光滑,糜烂面消失；显效:糜烂面缩小一半以上或乳突型与颗粒型转为单纯型；有效:糜烂面缩小一半以下;或由Ⅱ度转为Ⅰ度,Ⅲ度转为Ⅱ,或由乳突型变为颗粒型,颗粒型转为单纯型；无效:糜烂面积无明显变化或有发展。

1.5 统计学处理 数据采用SPSS 15.0统计软件进行处理，以P

2 结果

2.1 两组患者术后阴道排液及出血情况 治疗组术后阴道排液量和出血量较对照组少,阴道出血时间较对照组短,两组比较差异有统计学意义(P

2.2 两组疗效比较 术后4周复查,治疗组中痊愈64例，显效12例，有效6例，无效3例，总有效率为97%;对照组中痊愈35例，显效25例，有效15例，无效5例，总有效率为82%,两组比较差异有统计学意义(P

3 讨论

宫颈糜烂是妇科常见病及多发病，常表现为白带异常增多，少量阴道出血，腰酸腰痛，易引起外阴瘙痒不适，严重影响了妇女的生活质量［3，4］。而宫颈病变早期治疗对防治宫颈癌具有重要的意义。传统治疗方法有药物治疗、物理治疗、手术治疗。物理方法主要有电熨、激光和微波，不能应用糜烂面较深的患者，且治疗范围不能很好控制，易对周围正常组织造成热损伤，容易使颈管狭窄，且术后无组织送病理检查且术后易复发，甚至有大量水样排液,在术后焦痂脱落时有少量出血,个别患者出现大量出血［5］；利普刀亦称超高频电波刀，是近年发展起来的专门用来微创性诊断和治疗宫颈疾病的专业技术。是经由电极尖端产生3.8 MHz的高频电波，接触组织后因组织本身的阻抗吸收电波而产生瞬间高热，完成切割和止血目的［6］。快速切割组织而不影响切口边缘的病理检查，从而减少宫颈微小浸润癌的漏诊率。总之，LEEP刀治疗宫颈糜烂效果满意，值得临床应用。

参 考 文 献

［1］ 张文华.子宫颈病变的诊治要点.人民卫生出版社,2006:12.

［2］ 吴帆.Leep刀治疗宫颈糜烂的临床观察.中外医疗,2009,(03):41.

［3］ 姜伟.利普刀治疗宫颈糜烂100例临床分析.中国冶金工业医学杂志，2010，27(1):5758.

［4］ 卢琴.利普刀治疗50例宫颈糜烂疗效观察.吉林医学，2010，31(24):4053.

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2007年8月，昆钢集团与武钢集团进行战略重组昆明钢铁股份有限公司，成立“武钢集团昆明钢铁股份有限公司”；2015年10月，昆钢控股引进华润水泥投资有限公司，重组成立“云南水泥建材集团有限公司”。

通过与央企重组，引进大型企业集团的技术优势，有效地提升了昆钢技术创新能力。

“十二五”期间，昆钢建成了6个省级院士（专家）工作站，7个省级企业技术中心，2个省级工程技术研究中心、10个高新技术企业、昆钢成为国家第一批知识产权示范企业，5个子公司成为省级创新型试点企业，获得授权专利1493件，科技创新能力得到了显著提升。取得了一批具有世界领先和国内领先的创新成果，多项科技成果荣获国家、省、行业科学技术奖。

成果一 高性能抗震钢

高性能抗震钢是国家大力提倡、鼓励使用的高效、安全、节能、环保的建筑材料。针对云南省地震多发的实际，昆钢率先在全国开展了高性能抗震钢的研发推广工作，运用新理论、新技术、新工艺，通过“产学研销”协同创新模式，先后开发了高性能抗震钢筋、抗震钢板及抗震型钢。

高性能抗震钢筋

在高性能抗震钢筋研发过程中，昆钢对钢筋强韧化机理进行研究，找到了组织强化耦合规律，开发出一整套低成本生产技术，与传统的“微合金化” 工艺相比，有效降低了资源消耗和成本，这是热轧带肋钢筋传统生产工艺的重大突破。

围绕高性能抗震钢筋推广应用，开展了焊接性能的研究，制订了焊接作业指导书；开展了机械连接技术研究，牵头制订了云南省地方标准《 热轧带肋钢筋连接用套筒》 ；牵头制订了云南省地方标准《建筑工程应用500MPa热轧带肋钢筋技术规程》，为全面推广应用高性能抗震钢筋提供了很好的技术支撑。

昆钢研发取得的成果得到了全国同行的肯定，为国家住建部、工信部2012年5月12日选中云南省召开“全国推广应用高强钢筋工作会议”作出贡献；国家标准主管部门指定昆钢为强制性国家标准GB1499.2―2007的主要起草单位，获得了中国标准创新贡献奖。

昆钢成为全国唯一能批量稳定生产全系列高性能抗震钢材的钢厂。

荣誉：8项科技成果获国家及省部级奖，其中1项获国家科技进步二等奖，1项获云南省科技进步一等奖获专利53件，其中1件获中国专利优秀奖。

抗震型钢

抗震型钢是确保钢结构具备优异抗震能力的关键材料，其性能与普通型钢相比具有以下主要优点：抵御地震破坏能力优异；焊接及冲击韧性好；施工效率高、绿色环保 抗震型钢现已广泛应用于民用、工业钢结构建筑及桥梁、隧道、地铁等建筑。

抗震钢板

为提高钢板抗震性能，昆钢率先在全国开展了抗震钢板的研发生产，填补了国内空白，制定了企业标准，目前正在积极组织申报行业标准。抗震钢板与普通钢板相比具有以下主要优点：

较低的屈强比；良好的冲击韧性；良好的厚度方向性能；优异的焊接性能。

抗震钢板以其优异的性能广泛应用于民用、工业用钢结构建筑中。

昆钢生产的高性能抗震钢由于综合性能好，广泛用于高层建筑、钢结构建筑、高速公路、桥梁、机场、水利等各类重点工程和民用建筑，取得良好经济效益和社会效益。

成果二 标准化钢结构房屋体系关键技术

为了贯彻落实好省政府《关于中小学校舍应用抗震型钢结构建设有关问题的会议纪要》的工作要求，昆钢通过与贵州大学、昆明理工大学产、学、研合作，开展“标准化钢结构房屋体系关键技术” 研发工作，形成了四大体系和技术，在此基础上成功完成抗震民居的示范工程。

一、形成多层标准化钢结构公共建筑体系和结构体系，开发了3至5层管型材组合式刚性框架结构体系。

二、形成中高层钢结构住宅建筑体系，开发了6至12层管型材组合式半刚性框架-钢板剪力墙结构体系。

三、形成钢结构建筑抗火与抗风关键技术，实现了钢结构的安全、经济、适用性目标。其中在金属屋面板抗风标准试验装置及检测方法技术方面获得重大突破。

四、形成节能环保钢结构建筑围护体系，实现了钢结构建筑围护系统的配套以及体系的节能环保、经济、适用性目标。

这项成果成功应用于抗震民居建设，并在云南省住房和城乡建设厅的牵头下，昆钢作为主编单位与12家参编单位编制完成了《云南省农村钢结构抗震民居建筑工程技术则》。

荣誉：研究成果获得2012年中国钢结构协会科学技术一等奖和云南省科学技术进步一等奖。

成果三 大红山式铁矿资源高效分选关键技术

“十二五”期间，昆钢和昆明理工大学、昆明冶金研究院合作完成了“大红山式铁矿资源高效分选关键技术及产业化技术”攻关，获得的六项关键技术达到国际先进水平，为充分利用云南铁矿石资源提供支撑。

六项关键技术 ：首创“分类逐级降尾、同步提质降硅”的平衡技术；形成了独特的“小闭路大开路”集成技术；优化半自磨+球磨工艺流程，增加返矿破碎技术；开发了大红山式铁矿高效利用的弱磁-强磁联合技术；研发出了强磁、反浮选、离心重选联合回收微细粒赤铁矿的复合技术；研发了新型高效反浮选脱硅阳离子型捕收剂技术。

通过六项关键技术的集成突破了矿石品位与回收率不能同时提高的技术瓶颈；攻克了难选、微细粒、高硅酸盐型赤铁矿尾矿中回收赤铁矿技术难题；攻克了高硅酸盐型精矿提质技术难题。

荣誉：该项技术获得授权专利108件，其中发明专利11件。被评为“2013年云南十大科技进展”，获得2013年中国有色金属工业科学技术一等奖，2014年云南省科学技术一等奖。

成果四 高效矿浆管道输送关键技术研发及产业化

云南金属矿产资源丰厚，但大都储存于地形复杂的高山丛林之中，要实现将金属矿高效率、低成本、无污染、长距离的运输，是一个世界性难题。

昆钢为解决这一难题，开展了复杂地形长距离铁精矿固液两相浆体输送关键技术、长距离固液两相流顺序输送多品级矿物新工艺、大落差矿浆管道消能输送关键技术研发及应用等的研究。

一、开展了复杂地形长距离铁精矿固液两相浆体输送关键技术研究

解决了大U型、多起伏、高落差复杂地形下铁精矿管道输送的力学、机械、自动化等多学科交叉与集成技术难题。与公路运输相比，可节约能耗91%；每年减少二氧化碳排放约3.2万吨，创造了良好的经济效益和社会效益。

这项成果获得了2010年度国家科技进步二等奖及2010年度冶金科学技术二等奖。相关技术已推广应用于阿根廷、秘鲁、巴布亚新几内亚管道工程中。

二、开展了长距离固液两相流顺序输送多品级矿物新工艺研究

形成多品级铁精矿同一管道加速流消除技术；开发出矿浆分级连打输送及脱水新工艺；解决了矿浆分级输送过程中的运行控制问题；实现了矿浆分级输送过程中浆体实时位置监控。

三、开展大落差矿浆管道消能输送关键技术研发及应用研究

发明了无压自流与有压满管流混合输送新技术，解决了矿浆自流输送时消能和管道排空等技术难题；发明了管道安全监控新技术，解决了大落差、深切割高山峡谷以及低流河谷泥石流性状等复杂地形下的管道安全运行监控问题；发明了水锤防护及精确控制等新技术，解决了超高扬程输水时水锤、阀门共振等难题，首次实现了管道单泵扬程2000米以上输水。

该成果获得2014年云南省科学技术发明二等奖。

荣誉：围绕管道运输技术的不断创新研发，获得了“两项国际专利、373项国内专利，其中发明专利101项，2项专利被评为中国专利优秀奖、4项软件著作权”。

成果五 宽幅大卷重钛带卷产业化关键技术

昆钢围绕产业升级，通过创新研发，完成了“宽幅大卷重钛带卷产业化关键技术”研究，成功试轧出中国第一卷宽幅冷轧钛带卷，形成了五项新技术。

一、创建了短流程“钢-钛”结合生产钛带卷工艺模式，连通了云南钛产业从矿到材的关键环节，改变了此前云南省以初级矿产品销售出省的资源型产业结构。

二、研究形成了板坯加热、带卷热轧、带卷冷轧、带卷退火等钛带卷生产的关键技术。

三、发明了钛带卷氩气保护罩式退火炉光亮退火技术，为世界首创，获得奥地利、德国的专利授权。

四、与昆明理工大学合作开发了“钛带卷微波加热连续酸洗技术”，建成了世界上第一套针对强腐蚀性溶液的兆瓦级微波加热连续酸洗生产线。

五、研究获得了钛带卷“抛丸-酸洗-脱脂-白化-拉矫-剪切”等工序一体化工艺技术，并研制出表面处理专用装置，实现了钛带卷在密闭条件的表面连续处理。

昆钢在中国率先实现了宽幅大卷重钛带卷的产业化生产，产品在焊管制造、电化学、化工、环保防腐等领域得到了广泛应用，打破了国外对中国钛带卷生产技术和市场的封锁和垄断，迫使日本同类产品价格由每公斤45美元降到25美元。

目前又开发了钛线材、钛棒材、钛管材。应用领域由工业、民品发展到舰船等。今年7月1日，昆钢将制造出国内第一台大型电子束冷床熔炼炉并投产，届时，中国将成为世界第4个具有该设备制造能力的国家，打破国外对我国的技术封锁。

荣誉：这项技术获得云南省2015年度科技发明一等奖；获得授权专利233项，其中发明专利112项；承担制订2项行业标准。

环保石头纸正在产业化

传统造纸消耗大量的森林资源且污染巨大，昆钢为履行好国有企业的社会责任，依托科技创新，研发出环保石头纸，并建成年产8000吨石头造纸示范生产线。

环保石头纸是以碳酸钙为主要原料，加入高分子材料和其他助剂制成的一种可逆性循环利用的新型纸种，具有木浆纸张和塑料制品功能。主要特点有：不砍树、不用水、不用酸；防水、防潮、耐油、耐低温；可自然降解，不污染环境，可回收利用；环保石头纸能创造良好的社会效益。

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环境污染控制工程材料课是一门侧重于叙述性的课程，本课程知识量大，内容庞杂而分散，基本理论知识抽象，涉及的概念原理规律多［2］，但是系统性不强，各材料间缺乏必要的关联。讲授时对材料作用原理、分类、结构、特性和应用叙述较多，分析、论证也较多，而逻辑推理和理论计算较少，学生对该课程的理解分析能力偏低，普遍感到该课程入门比较困难，难以联系实际，学习积极性不高，学习效果不好。

二、讲好绪论课，激发学生的学习兴趣

讲好绪论课，可以提高学生对课程学习的整体认识，尤其是在绪论课中加入环境工程中的典型案例和新材料在环境工程建设中的应用等，能激发学生对本课程内容的兴趣，加深学生对学习环境工程材料课程在本专业领域中重要性的认识，提高学生的学习积极性。有了这种兴趣和积极性，学生的学习由被动变为主动，这对今后学习本课程将起到积极的激励作用。在讲授绪论课时，应强调“一个中心、两条线索”这条主线，即以材料的作用原理为中心，以分类、工程应用为一条线索，以材料制备为另一条线索。可以给学生理顺这样一条思路:污染控制类型—原理—控制材料—分类—材料结构特性—制备方法—应用。学习思路清楚，使学生在学习上有一个良好的开端，提高学生对本课程的学习兴趣，促进教学效果的提高。

三、环境污染控制工程材料绪论课的讲授重点

(一)阐明生态环境与环境污染控制材料的辩证关系

从生态环境、材料的定义出发，阐明生态环境与材料的辩证关系。生态环境指的是以人类为主体的外部世界，主要是地球表面与人类发生相互作用的自然要素及其总体，它是人类生存发展的基础，也是人类开发利用的对象。材料是国民经济和社会发展的基础和先导，与能源、信息并列为现代高科技的三大支柱。从资源和环境的角度分析，在材料的采矿、提取、制备、生产加工、运输、使用和废弃的过程中，一方面推动着社会经济发展和人类文明进步，另一方面又消耗着大量的资源和能源并排放出大量的废气、废水和废渣，污染着人类生存的环境。因此，材料产业只有走与资源、能源和环境相协调的道路才是可持续发展的。也正是在这样一个背景下，一门新兴的交叉学科———环境材料学应运而生。环境污染控制工程材料是指同时具有满意的使用性能和优良的环境协调性，或者能够改善环境的材料。即指那些具有良好使用性能或功能，并对资源和能源消耗少，对生态与环境污染小，有利于人类健康，再生利用率高或可降解循环利用，在制备、使用、废弃直至再生循环利用的整个过程中，都与环境协调共存的一大类材料。主要包括:(1)直接面临的与环境问题相关的材料技术，例如，生物可降解材料技术，CO2气体的固化技术，SOx、NOx催化转化技术，废弃物的再资源化技术，环境污染修复技术，材料制备加工中的洁净技术以及节省资源和能源的技术;(2)开发能使经济可持续发展的环境协调性材料，如仿生材料、环境保护材料、氟利昂与石棉等有害物质的替代材料、绿色新材料、生态建材等。今后生态环境材料研究热点和发展方向包括再生聚合物(塑料)的设计、材料环境协调性评价的理论体系、降低材料环境负荷的新工艺、新技术和新方法等。未来的生态环境材料因为具有可循环再生性的特点，所以废弃材料的有效、合理利用也将成为材料发展的热门，而且材料结构功能一体化将会成为环境材料发展的一个方向。

(二)环境污染控制材料的研究类型和内容

(1)类型:环保功能材料、减少材料的环境负荷、材料的再生和环境循环。(2)内容:新型高效、无二次污染、低治理成本的水处理工程材料、大气处理工程材料、固体废物处理工程材料、环境修复与环境替代材料［3］。

四、环境污染控制材料绪论课讲授的方法

(一)精心组织教学内容

环境污染控制工程材料包含的知识面广，内容较多，有些知识点较为零散，只有通过对课程体系全面而系统地梳理，做到对教材每个章节的知识框架和重点难点了如指掌，才能在绪论课上通过向学生详细介绍教材内容的框架结构及学时分配，串讲并构建分析教材基本知识体系，可以培养学生的全局意识，有助于学生整体掌握教材各个知识点之间的内在逻辑及其前后衔接，学生会更容易抓住学习重点，为进一步学习各章节的内容奠定基础。

(二)绪论课的备课应“与时俱进”

随着科学技术的持续发展和各种新材料的不断涌现，教师应紧密追踪国内外有关领域的最新科研进展，及时引入新材料、新工艺、新技术的最新研究成果，不断更新教学内容与方法，将环境污染控制材料课程与时展、科技进步紧密结合，为教学内容注入新的活力，使教学内容始终保持先进，以开阔学生视野，使学生感到课程内容新颖、有现代气息，利于学生激发学习兴趣及产生学习动机。

(三)以环境污染案例激发学习兴趣

在绪论课中引入一些典型案例，可激发学生的学习兴趣，消除学生对环境污染控制材料课程枯燥乏味的感觉。据中科院测算，目前由环境污染和生态破坏造成的损失已占到GDP总值的15%，这意味着一边是9%的经济增长，一边是15%的损失率。环境问题，已不仅仅是中国可持续发展的问题，已成为吞噬经济成果的恶魔。2010年七大触目惊心环境污染事件中，福建紫金矿业有毒废水泄漏事件继墨西哥湾漏油事件、匈牙利铝厂废水泄漏流入多瑙河事件后排在第三位。2010年7月3日下午，福建省紫金矿业集团有限公司铜矿湿法厂发生铜酸水渗漏事故。9100立方米的污水顺着排洪涵洞流入汀江，导致汀江部分河段污染及大量网箱养鱼死亡。三大原因造成紫金矿业污染事故:企业防渗膜破损直接造成污水渗漏、人为非法打通6号集渗观察并排洪洞、检测设备损坏致使事故未被及时发现防治措施采用加石灰片碱中和处理、渗漏口拦截、外溢污水回抽等。大量的例子和数字可使学生对环境污染工程材料课程有一种全新的感觉和全新认识，尤其是一些环境污染事故的深刻教训，虽然有设计方面、施工方面和材料质量方面的原因，但也有企业本身利益的考量等。学生听后深感今后工作责任的重大，从而培养学生的环境意识，加深学生对本门课程重要性的认识，激发学生对工作的责任感和对本课程学习的兴趣。

(四)以新型材料开发和运用激发学习的责任

随着全球性生态环境的恶化，环境修复材料在未来将遇到更大的机遇与挑战。温室效应、臭氧层空洞、POPs污染等重大环境问题，无一不是依靠材料科学与技术的进步才能够解决的。作为跨材料科学、环境科学以及生态科学等多学科的新型学科，环境材料技术在保持资源平衡、能源平衡和环境平衡，实现社会和经济的可持续发展等方面将起到非常重要的作用。生物修复材料的开发和运用。2010年大连新港输油管道发生爆炸，令大连受污染海域扩大到430平方公里，北京威业源生物有限公司生产的国内唯一具有生物修复功能的溢油分散剂“微普紧急泄漏处理液”防污，用细菌在大连近岸、海滩清污和清洗中发挥作用。植物修复技术是近年来快速发展的一种环境友好的低成本的生物修复技术。所谓植物修复是指以利用植物忍耐、超量积累和转化某种或某些化学物质的理论为基础，利用植物吸收、降解、挥发、过滤、固定等作用，达到净化土壤、水体和大气中金属元素、有机污染物和放射性元素的生物修复技术。与传统化学修复和物理修复等技术相比，其具有很多突出的优点:首先，植物是“太阳能驱动的环境过滤系统”，节省能源，成本低廉。其次，植物的生物产量大，可对大量的土地进行修复。第三，植物修复范围广泛，可以对土壤、水和空气中的污染进行修复。第四，植物修复的效果还可以通过植物组织的成分来监测。另外，植物还可以美化环境，是一种真正的绿色技术［4］。利用表面活性剂改性的有机膨润土作为污染环境的修复剂。多孔陶瓷材料具有透过性好、相对密度低、机械强度高、比表面积大、热导率低及耐高温、耐腐蚀、吸附性能好等优良特性，因此广泛地应用于冶金、化工、环保、能源、生物等领域，用作过滤、分离、扩散、隔热、吸声、填料、生物陶瓷、催化剂载体等元件材料。多孔陶瓷材料优良的物理和力学性能成为环境工程领域关注的热点，是一种很有发展前景的生态环境材料，在环境治理和除污防毒工程中得到了广泛应用和推广［5］。微波加热与传统加热不同，微波加热具有选择性加热、速度快、效率高和便于控制等特点，越来越多地被应用于环境保护领域。微波辐射在很短时间内能使污染物分解或降解，使活性炭再生;常压下用微波辐射含有有机污染物的土壤，可使有机污染物降解;微波技术在固体废弃物处理中有着极为广泛的应用前景，如医疗垃圾的灭菌消毒处理、微波焚烧处理废印刷电路板(PCB)、回收贵金属、废旧轮胎的回收利用方面的应用、建筑垃圾、包装废物、放射性有毒废物等的处理［6］。通过以上新型材料的具体应用，让每个学生有一种“我就是开发这些材料应用的技术人员”的感觉［7］，激发学生的学习责任。

(五)丰富现代教学方法

在环境污染控制工程材料绪论课的教学中，可以大量采用多媒体教学、幻灯教学和电视教学，将大量环境污染录像、图片资料、实例、案例、实验视频等适时地插入到课堂教学中，最大限度地缓解教学学时少与教学内容多和实践教学环节薄弱等矛盾，也可以在课堂教学中充分激发学生的学习兴趣，进一步拓宽专业知识面。很容易使学生印象深刻并产生渴求掌握环境污染控制材料知识的内在需要和浓厚兴趣，并对后续教学内容充满期待，可以获得良好的教学效果。