李守仁/ 健行科技大學、白立文/ 工研院材化所
二次大戰後，經濟的高度成長帶動了日本成為民生物資豐沛的國家。1990年代後，豐沛物資所衍生的廢棄物最終處理場不足以及非法丟棄等問題一一浮現。其中大型家電產品(電視、冷氣機、冰箱、洗衣機)的廢棄處理，成為日本社會大眾關注的議題。
在家電回收法實施之前，日本大型家電廢棄後多採取掩埋方式處理，除了有最終處理場不足的問題之外，還有來自廢棄家電的氟氯烷外漏，破壞臭氧層的問題。日本新能源產業總和機構(NEDO)於1992年至1997年執行「家電回收廠開發、實證/運用閒置能源(冷、熱)進行廢棄工業品之低溫破碎技術開發」計畫，建構家電回收系統，並應用計畫的研究成果於2001年實施「特定家用機器再商品化法」(以下簡稱為家電回收法)，由零開始建構家電回收系統。由消費者負擔回收費用，經由各零售商回收廢棄家電，再交由回收廠進行後續處理。全日本現今有49處回收電視、冷氣機、冰箱、洗衣機等廢棄家電的家電回收處理廠，相較於2001年開始實施家電回收法時，目前的最終處理量已減半。
圖一、廢棄家電的處理流程
廢棄家電的處理流程（如圖一）主要可分為前段工程以及後段工程。前段工程係以人工拆解家電，去除氟氯烷等有害物質；後段工程則將已拆解物件進一步破碎成為較小尺寸，區分為鐵、非鐵金屬(鋁、銅等)、塑膠等材料，再依不同的材料進行資源的回收與再利用。
NEDO投入於大型家電回收系統研究的同時，日本經濟產業省也開始思考如何有效利用生產液化天然氣(LNG)時所殘留的-196℃低溫液態氮。欲順利進行回收，需將已拆解之家電破碎至個別材料可分離的程度。以冰箱為例，壓縮機使用之複合材料相當堅硬，於常溫下很難破碎剝離。倘能巧妙運用鐵與塑膠於低溫狀態下之脆裂特性，導入生產液化天然氣時產生的液態氮，所開發出之「低溫破碎技術」，則其耗能將降至常溫破碎的1/2。日立製作所已應用鐵與塑膠於低溫下易被破壞的脆化特性，使用來自液化天然氣製程的低溫液態氮來進行廢棄家電的碎裂。實際運作時需留意操作環境中可能因充斥液態氮而引起的缺氧問題。此外，因廠區所在地不同，亦可能需另外增加液態氮的運輸成本。
回收的另一重點為不同材料的分離，如何於混合的破碎品中個別分離出高純度的材料﹖首先是鐵的分離，利用磁力，導入磁力選別機回收鐵，其回收率佳，純度可達99%。其次為銅、鋁等非鐵金屬的分離。改良原用於鋁罐回收的渦電流選別機，利用渦電流產生磁場可將銅或鋁飛濺分離。如果非鐵金屬破碎品面積大的話，對磁場的排斥力大則飛濺力道強，反之，當破碎品面積小時，對磁場的排斥力小則飛濺力弱。預先篩選破碎品的尺寸，可提高渦電流選別機的效率。經實證測試的結果，銅的回收率可達97%、鋁為95%；回收所得銅、鋁的純度則分別為92%、90% ------以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
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