科学治理 提高重金属污染物综合利用率

杨敬增

（中国再生资源回收利用协会，北京 100052）

日前，《重金属污染综合防治“十二五”规划》（以下简称《规划》）已得到国务院正式批复，成为中国第一个“十二五”国家规划。《规划》要求，到2015年，重点区域铅、汞、铬、镉和类金属砷等重金属污染物的排放，比2007年削减15％。非重点区域重点重金属污染物排放量不超过2007年水平，重金属污染得到有效控制。未来5年，中央财政将以百亿元为单位增加对于重金属污染防治的投资。治理的重点是采矿、有色金属冶炼、铅酸电池、皮革及制品、化学原料和制品五大领域。任务艰巨，需要环境保护和再生资源工作者深入探讨。

1 向污染要效益，提高重金属污染利用率

利用率越低，往往污染越重，而将污染物中的有用成分提取出来，污染自然降低。

以不断提高资源利用率为主导，以吃干榨净污染物为目标，向污染要效益。在有色和黑色金属工业尾渣处理，以及电子废弃物和工业废物处理利用等方面，潜力比较大。比如铅是重金属污染综合防治的第一号金属，铅金属污染环境，造成儿童血铅，损害人民健康的情况时有发生，国家高层领导过问，社会舆论关注。对于以铅酸蓄电池为主的含铅产品收集、转运、贮存、处理、处置等重点环节，严格要求、重点控制，并集中进行处置，是循环产业界的重要工作。另一方面，面对原生矿的枯竭和大量资源随机电产品不断出口的双重压力，我国又必须找到一条可持续发展的资源之路。经过多年从被动防治到积极应对的转变过程，人们终于看到，原来避之不及的铅酸电池，竟然全身是宝，如能以产业方式处理与再利用，将对于电化学工业产生革命化的转变。

根据这一想法，循环经济工作者以科学发展为理念，以技术工程和社会工程相结合，首次将铅酸蓄电池作为体系建设研究，提出了铅酸蓄电池清洁生产闭环循环产业链理论。并在我国北方地区建设首条“铅酸蓄电池生产→蓄电池销售→废电池回收→废电池处理→蓄电池生产”的循环经济闭环产业系统。做到环境效应、经济效益和社会效益多赢。

这一产业模式的特点是，将铅酸蓄电池作为体系建设研究。设计建造具有我国特色、设备先进、节能环保的无害化处理和综合利用装备。以系统工程方法进行环境治理，将所有可能成为污染的物料看成原料，再以无害化方式变为产品，并回用于新电池生产。其中废铅泥和废铅栅通过冶炼和精炼，生产出纯铅与铅合金，用于新品栅板的制造；废硫酸以蒸馏的方法成为新硫酸灌注新品，废壳体制成再生塑料原料用于配件生产，最终的废渣也要达标用于建材[1]。由于污染物都成为有价值的产品，归于正果，自然不会再危害生态环境，而使环境效应、经济效益和社会效益达到多赢。走出一条治理环境同可持续发展相结合的新路。

2 依靠科技创新，提高综合利用率

树立新的资源观，不断提高利用效率，形成资源综合利用的良性循环，是对建设资源节约型社会事业的实际推动，是产业追求的明确目标。然而提高综合利用率毕竟是认真严肃的技术性工作，废弃物中每一项元素的有效利用，物料提取中每一个百分点的提高，都要汇集基础理论、科研、工艺和设备的技术进步，术业有专攻，科技创新是提高综合利用率的根本保障。

首先是技术的创新。重金属的冶炼技术经历数百年的历史，无论是火法冶炼还是湿法冶炼，技术不断完善，日臻成熟。但是从废弃物中提取重金属，并且要尽可能全部的提取利用，与原生矿冶炼毕竟有较大的差别，因此也对于传统技术与工艺提出了新的要求。如同电子计时替代机械授时，电脑排版替代铅与火的排字一样，还需要更多革命性的技术变革。

观念的创新是开辟新路的保证。一些约定成俗的概念其实也是可以转变的。例如，危险废物的一个重要的指标是重金属含量，传统处理的方法是将危险废物以水泥固化，在危废填埋场安全填埋，重金属在固化中稳定，就不会对环境产生污染，这是业内多年的惯例。然而近年来有色和化工等技术部门，以回炼、贫化和化学处置等手段尽力将残余重金属提取出来，使得危废不废，一方面提高了重金属利用率，也使剩余物成为绿色残渣，用于建材等领域，减少了危险废物的处理数量。

横向的联合是科技创新的源泉。社会发展至今，任何一项产业都不是单一学科所能解决，重金属防治也是这样，往往冶炼法难于解决的问题，采用其他方法却可以解决，在重金属高效率提取方面，上海第二工业大学的方法给我们很好的启示。从废弃电路板及含重金属污泥（渣）中高效回收有用金属这一课题，他们没有采用传统的冶炼法和常规化学方法，而是另辟蹊径，系统地研究了菌种浸取不同性质废弃PCB、含重金属污泥（渣）中金属的浸出规律，培育微生物菌种浸取废弃CB颗粒中金属，再通过萃取—反萃取—电解工艺，获得高纯度Cu等金属，而萃取剂也实现了循环使用[2]，在这里，有色金属、电化学和微生物学有机结合，创造出全新的回收工艺和成套设备。

3 注重综合性再生资源回收处理

论及提高重金属污染物综合利用率，不能不提到综合性再生资源回收处理的问题。再生资源种类繁多，再生资源业务越来越复杂，造成这种现象的原因很多，但不能不正视这样一个事实——我们正在进入从单质材料到综合性再生资源的回收处理与再利用的时代。

长期以来，再生资源行业的大量工作是对于诸如废钢、废有色金属、废塑料等单质材料进行回收处理与再利用，这中间虽然也有机械五金和电缆、电线、电机等复合材料，但以传统的拆解工艺完全可以解决处理和分类，基本上也属于单质材料范畴。而随着工业的发展和社会的现代化进程，大量的复合型产品如电子电器、汽车等逐渐退役或报废，大批的综合性再生资源则自然形成并需要无害化处理与再利用。沿用单质材料回收处理与再利用的理念、技术和管理方法，将影响产业的顺利开展和持续发展。

有综合性的工业产品，就会有综合性再生资源，人类社会在较早时期就已经生产使用综合性的工业产品，机械、火车、船舶乃至航空器等，这些产品也有报废，也有处理和利用环节。然而为什么现在提出这一问题呢？究其原因，是产业的发展和多种学科的综合，形成了具有典型意义的综合性再生资源。以废弃电器电子产品和报废汽车这两项综合性再生资源为例，分析其特点如下。

3.1 科技含量高,技术范围广泛

电子电器产品和汽车作为现代社会的主流产品，囊括近年来科技发展诸方面成果，几乎其中的任一产品都涉及有色和黑色、有机和无机、机械和电子、软件和硬件这些科技前沿诸多领域，不仅使用金属、橡塑、玻璃、陶瓷等常用材料，也有贵金属、稀土等特定材料、燃料、添加剂和润滑绝缘等物质参与其中，多种因素的结合造就了优越的产品特性，为人们的工作与生活服务。但另一方面，当这些产品成为废弃物时，综合性的特点却给处理与利用出了难题，只有同样以高科技和多学科来对待，才能实现无害高效处置利用。

3.2 品种规格繁多，回收模式复杂

综合性工业产品应用面广泛，回收的渠道和模式必然复杂。电器电子产品种类繁多，功能、体积和功用相差甚大，而汽车更是集机械、电子材料和化工等领域为一体的综合产品，从品种上涵盖国民经济各领域，从质量上从一两吨到几十吨，两类资源分属于完全不同的回收领域，单一的回收模式自然不能满足大物流规模化的要求。

3.3 处理工艺要求高

处理对象复杂，处理的手段和技术必然要升级换代，用对待单一再生资源的诸如分类、剪切、破碎等初级加工的方法，在综合性再生资源这里就显得非常不够用了。近年来用于废弃电器电子产品和报废汽车的多级破碎、磁力、涡流、静电和风力等自动分选技术，使得材料分选精度和综合利用率大为提高，对于显像管、制冷剂等特异的部分物料处理及稀贵金属的提取技术，使再生资源产业迅速进入高科技的范畴，而随着社会生活水平的提高和物料利用价值的增长，再利用和再制造已经是产业发展的必由之路。

3.4 环境与生态保护任务繁重

由于各种金属仍然是综合性再生资源的主要材料，重金属污染环境等问题不可回避，因此环境与生态保护方面的要求也在不断提高。各级环保部门对于综合性再生资源回收处理制订了相应的环保规范，入行门槛逐步提高，除了严格控制重金属污染外，对于一些特异性的工业废物如显像管、氟利昂、废线路板等也要无害化处理，杜绝二次污染，这样处理企业的环境设施建设和先进工艺应用就显得尤为重要。

3.5 政策性强，公益性突出

政府和有关部门的政策导向作用十分重要，如家电下乡、以旧换新政策，可以较好地促进废弃电器电子处理与再利用的发展，而汽车限购、定点回收的法规对于报废汽车拆解和利用行业同样十分重要。由于正规的处理与再利用都要注重环境保护，杜绝污染，环境成本加大，社会效果明显但营利性不足，因此又是公益性服务项目。

3.6 提高综合再生资源的利用率

从循环经济角度看，综合再生资源是一座宝库，是“城市矿产”的重要组成部分，但是这座宝库的发掘，不是仅仅用“芝麻开门”就可以解决的，它需要以系统工程的方法，有计划、有层次、有步骤地合理开发，变废为宝，使得资源物尽其用。

要科学设置工艺流程，合理安排设备设施，提高工作效率，设计适合国情的处置技术路线，对于降低成本，提高利用率十分重要。人工拆解并不意味自动化程度低，关键在于合理分配人工和自动化的比重，科学有序开展处理利用。

综合性再生资源处理利用产业涉及到黑色金属、有色金属、稀贵金属和塑料化工等多个科技领域，要根据污染防治和清洁生产的要求，将相关学科的先进技术融汇到处理工艺中，按数量、梯次、性质提取有用物质。

改变传统单一防治的观念，对于废弃物特别是末端残余物，不要轻言放弃，要变堵为疏，变弃为用，将可用的物质从废弃物中提取出来，再用于社会，就是对于环境保护的重要贡献。

先进的管理、政策的落实、回收渠道的畅通与设备和工艺同等重要，因此在科技工程实施时，也要注重与社会工程的结合。

[1]杨敬增，梁福明.蓄电池循环产业体系——解决铅污染的有效途径[J].中国电池，2012(1)：104-109.

[2] 张承龙，王景伟，白建峰，等.废印刷线路板微生物浸出液中铜的选择性萃取[J].金属矿山，2009(10)：158-160.