火法冶金回收废弃电路板：全生命周期评估与技经分析揭示其优势并构建优化框架

本综述通过整合生命周期评估（LCA）与技术经济分析（TEA），系统比较了火法冶金（BAU）及其优化路径（T1：天然气替代柴油、T2：余热发电、T3：T1+T2耦合优化）与湿法冶金在环境经济性能和政策适应性上的差异。研究发现，电力消耗是主要环境热点，而T3方案在环境减排（中点指标降7.26%–51.73%，终点类别降30.22%–40.46%）和经济可行性（投资回收期4.69年）方面表现最优，为电子废物绿色回收与“双碳”目标推进提供了关键技术框架与政策依据。

　　

Highlight

电力消耗是当前火法冶金（BAU）过程中的核心环境热点，在所有中点指标中贡献了31.84%–64.25%的影响，在终点类别中贡献了31.85%–49.86%，这主要源于中国对燃煤电网的高度依赖。T1方案（天然气替代柴油）每吨环境效益提升不足5%，但其年减排量在3614吨规模下变得显著。T2（余热发电）通过热电转换降低电力需求，使环境负担减少7.18%–51.58%。而T3（整合T1+T2）在17项中点指标和三项终点类别中均达到最优性能，分别实现环境影响降低7.26%–51.73%和30.22%–40.46%。

Uncertainty analysis

表S5–S8展示了不确定性分析结果。大多数指标显示出较低的变异系数（CV），表明数据具有较高的稳健性。水资源消耗、电离辐射和毒性相关中点指标的CV值最高，这主要源于特征化因子存在较大不确定性，以及这些影响类别中物质作用量所涉及的多种不确定性。这些发现与我们先前研究的结论一致。

Conclusions

本研究通过系统的生命周期评估（LCA）和技术经济分析（TEA），揭示了从废弃印刷电路板（WPCBs）中火法冶金回收粗铜的环境与经济优化路径，并提出了多维协同策略。不确定性分析表明计算结果稳健可靠。电力消耗作为当前火法冶金（BAU）的核心环境热点，对13项中点指标贡献了31.84%–64.25%，对3项终点类别贡献了31.85%–49.86%。T1方案实现了有限的单位减排效益，而T2通过余热能源化显著降低了环境影响。T3整合方案在17项中点指标和所有终点类别中均表现最优，环境影响分别降低7.26%–51.73%和30.22%–40.46%。从技术经济角度看，T3具有最短投资回收期（4.69年），并且在更严格的环境税或公司税提高的情景下仍保持可行性。敏感性分析表明，电网脱碳可使传统火法冶金的环境负担降低20.44%–40.92%，突显了能源转型与过程优化协同的必要性。本研究为WPCBs的绿色回收提供了技术选择框架和政策见解，可推动循环经济与“双碳”目标的实现。