科學(xué)治理 提高重金屬污染物綜合利用率

楊敬增

（中國(guó)再生資源回收利用協(xié)會(huì)，北京 100052）

日前，《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)劃》）已得到國(guó)務(wù)院正式批復(fù)，成為中國(guó)第一個(gè)“十二五”國(guó)家規(guī)劃?！兑?guī)劃》要求，到2015年，重點(diǎn)區(qū)域鉛、汞、鉻、鎘和類金屬砷等重金屬污染物的排放，比2007年削減15％。非重點(diǎn)區(qū)域重點(diǎn)重金屬污染物排放量不超過(guò)2007年水平，重金屬污染得到有效控制。未來(lái)5年，中央財(cái)政將以百億元為單位增加對(duì)于重金屬污染防治的投資。治理的重點(diǎn)是采礦、有色金屬冶煉、鉛酸電池、皮革及制品、化學(xué)原料和制品五大領(lǐng)域。任務(wù)艱巨，需要環(huán)境保護(hù)和再生資源工作者深入探討。

1 向污染要效益，提高重金屬污染利用率

利用率越低，往往污染越重，而將污染物中的有用成分提取出來(lái)，污染自然降低。

以不斷提高資源利用率為主導(dǎo)，以吃干榨凈污染物為目標(biāo)，向污染要效益。在有色和黑色金屬工業(yè)尾渣處理，以及電子廢棄物和工業(yè)廢物處理利用等方面，潛力比較大。比如鉛是重金屬污染綜合防治的第一號(hào)金屬，鉛金屬污染環(huán)境，造成兒童血鉛，損害人民健康的情況時(shí)有發(fā)生，國(guó)家高層領(lǐng)導(dǎo)過(guò)問(wèn)，社會(huì)輿論關(guān)注。對(duì)于以鉛酸蓄電池為主的含鉛產(chǎn)品收集、轉(zhuǎn)運(yùn)、貯存、處理、處置等重點(diǎn)環(huán)節(jié)，嚴(yán)格要求、重點(diǎn)控制，并集中進(jìn)行處置，是循環(huán)產(chǎn)業(yè)界的重要工作。另一方面，面對(duì)原生礦的枯竭和大量資源隨機(jī)電產(chǎn)品不斷出口的雙重壓力，我國(guó)又必須找到一條可持續(xù)發(fā)展的資源之路。經(jīng)過(guò)多年從被動(dòng)防治到積極應(yīng)對(duì)的轉(zhuǎn)變過(guò)程，人們終于看到，原來(lái)避之不及的鉛酸電池，竟然全身是寶，如能以產(chǎn)業(yè)方式處理與再利用，將對(duì)于電化學(xué)工業(yè)產(chǎn)生革命化的轉(zhuǎn)變。

根據(jù)這一想法，循環(huán)經(jīng)濟(jì)工作者以科學(xué)發(fā)展為理念，以技術(shù)工程和社會(huì)工程相結(jié)合，首次將鉛酸蓄電池作為體系建設(shè)研究，提出了鉛酸蓄電池清潔生產(chǎn)閉環(huán)循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈理論。并在我國(guó)北方地區(qū)建設(shè)首條“鉛酸蓄電池生產(chǎn)→蓄電池銷售→廢電池回收→廢電池處理→蓄電池生產(chǎn)”的循環(huán)經(jīng)濟(jì)閉環(huán)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)。做到環(huán)境效應(yīng)、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益多贏。

這一產(chǎn)業(yè)模式的特點(diǎn)是，將鉛酸蓄電池作為體系建設(shè)研究。設(shè)計(jì)建造具有我國(guó)特色、設(shè)備先進(jìn)、節(jié)能環(huán)保的無(wú)害化處理和綜合利用裝備。以系統(tǒng)工程方法進(jìn)行環(huán)境治理，將所有可能成為污染的物料看成原料，再以無(wú)害化方式變?yōu)楫a(chǎn)品，并回用于新電池生產(chǎn)。其中廢鉛泥和廢鉛柵通過(guò)冶煉和精煉，生產(chǎn)出純鉛與鉛合金，用于新品柵板的制造；廢硫酸以蒸餾的方法成為新硫酸灌注新品，廢殼體制成再生塑料原料用于配件生產(chǎn)，最終的廢渣也要達(dá)標(biāo)用于建材[1]。由于污染物都成為有價(jià)值的產(chǎn)品，歸于正果，自然不會(huì)再危害生態(tài)環(huán)境，而使環(huán)境效應(yīng)、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益達(dá)到多贏。走出一條治理環(huán)境同可持續(xù)發(fā)展相結(jié)合的新路。

2 依靠科技創(chuàng)新，提高綜合利用率

樹(shù)立新的資源觀，不斷提高利用效率，形成資源綜合利用的良性循環(huán)，是對(duì)建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)事業(yè)的實(shí)際推動(dòng)，是產(chǎn)業(yè)追求的明確目標(biāo)。然而提高綜合利用率畢竟是認(rèn)真嚴(yán)肅的技術(shù)性工作，廢棄物中每一項(xiàng)元素的有效利用，物料提取中每一個(gè)百分點(diǎn)的提高，都要匯集基礎(chǔ)理論、科研、工藝和設(shè)備的技術(shù)進(jìn)步，術(shù)業(yè)有專攻，科技創(chuàng)新是提高綜合利用率的根本保障。

首先是技術(shù)的創(chuàng)新。重金屬的冶煉技術(shù)經(jīng)歷數(shù)百年的歷史，無(wú)論是火法冶煉還是濕法冶煉，技術(shù)不斷完善，日臻成熟。但是從廢棄物中提取重金屬，并且要盡可能全部的提取利用，與原生礦冶煉畢竟有較大的差別，因此也對(duì)于傳統(tǒng)技術(shù)與工藝提出了新的要求。如同電子計(jì)時(shí)替代機(jī)械授時(shí)，電腦排版替代鉛與火的排字一樣，還需要更多革命性的技術(shù)變革。

觀念的創(chuàng)新是開(kāi)辟新路的保證。一些約定成俗的概念其實(shí)也是可以轉(zhuǎn)變的。例如，危險(xiǎn)廢物的一個(gè)重要的指標(biāo)是重金屬含量，傳統(tǒng)處理的方法是將危險(xiǎn)廢物以水泥固化，在危廢填埋場(chǎng)安全填埋，重金屬在固化中穩(wěn)定，就不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，這是業(yè)內(nèi)多年的慣例。然而近年來(lái)有色和化工等技術(shù)部門，以回?zé)?、貧化和化學(xué)處置等手段盡力將殘余重金屬提取出來(lái)，使得危廢不廢，一方面提高了重金屬利用率，也使剩余物成為綠色殘?jiān)糜诮ú牡阮I(lǐng)域，減少了危險(xiǎn)廢物的處理數(shù)量。

橫向的聯(lián)合是科技創(chuàng)新的源泉。社會(huì)發(fā)展至今，任何一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)都不是單一學(xué)科所能解決，重金屬防治也是這樣，往往冶煉法難于解決的問(wèn)題，采用其他方法卻可以解決，在重金屬高效率提取方面，上海第二工業(yè)大學(xué)的方法給我們很好的啟示。從廢棄電路板及含重金屬污泥（渣）中高效回收有用金屬這一課題，他們沒(méi)有采用傳統(tǒng)的冶煉法和常規(guī)化學(xué)方法，而是另辟蹊徑，系統(tǒng)地研究了菌種浸取不同性質(zhì)廢棄PCB、含重金屬污泥（渣）中金屬的浸出規(guī)律，培育微生物菌種浸取廢棄CB顆粒中金屬，再通過(guò)萃取—反萃取—電解工藝，獲得高純度Cu等金屬，而萃取劑也實(shí)現(xiàn)了循環(huán)使用[2]，在這里，有色金屬、電化學(xué)和微生物學(xué)有機(jī)結(jié)合，創(chuàng)造出全新的回收工藝和成套設(shè)備。

3 注重綜合性再生資源回收處理

論及提高重金屬污染物綜合利用率，不能不提到綜合性再生資源回收處理的問(wèn)題。再生資源種類繁多，再生資源業(yè)務(wù)越來(lái)越復(fù)雜，造成這種現(xiàn)象的原因很多，但不能不正視這樣一個(gè)事實(shí)——我們正在進(jìn)入從單質(zhì)材料到綜合性再生資源的回收處理與再利用的時(shí)代。

長(zhǎng)期以來(lái)，再生資源行業(yè)的大量工作是對(duì)于諸如廢鋼、廢有色金屬、廢塑料等單質(zhì)材料進(jìn)行回收處理與再利用，這中間雖然也有機(jī)械五金和電纜、電線、電機(jī)等復(fù)合材料，但以傳統(tǒng)的拆解工藝完全可以解決處理和分類，基本上也屬于單質(zhì)材料范疇。而隨著工業(yè)的發(fā)展和社會(huì)的現(xiàn)代化進(jìn)程，大量的復(fù)合型產(chǎn)品如電子電器、汽車等逐漸退役或報(bào)廢，大批的綜合性再生資源則自然形成并需要無(wú)害化處理與再利用。沿用單質(zhì)材料回收處理與再利用的理念、技術(shù)和管理方法，將影響產(chǎn)業(yè)的順利開(kāi)展和持續(xù)發(fā)展。

有綜合性的工業(yè)產(chǎn)品，就會(huì)有綜合性再生資源，人類社會(huì)在較早時(shí)期就已經(jīng)生產(chǎn)使用綜合性的工業(yè)產(chǎn)品，機(jī)械、火車、船舶乃至航空器等，這些產(chǎn)品也有報(bào)廢，也有處理和利用環(huán)節(jié)。然而為什么現(xiàn)在提出這一問(wèn)題呢？究其原因，是產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和多種學(xué)科的綜合，形成了具有典型意義的綜合性再生資源。以廢棄電器電子產(chǎn)品和報(bào)廢汽車這兩項(xiàng)綜合性再生資源為例，分析其特點(diǎn)如下。

3.1 科技含量高,技術(shù)范圍廣泛

電子電器產(chǎn)品和汽車作為現(xiàn)代社會(huì)的主流產(chǎn)品，囊括近年來(lái)科技發(fā)展諸方面成果，幾乎其中的任一產(chǎn)品都涉及有色和黑色、有機(jī)和無(wú)機(jī)、機(jī)械和電子、軟件和硬件這些科技前沿諸多領(lǐng)域，不僅使用金屬、橡塑、玻璃、陶瓷等常用材料，也有貴金屬、稀土等特定材料、燃料、添加劑和潤(rùn)滑絕緣等物質(zhì)參與其中，多種因素的結(jié)合造就了優(yōu)越的產(chǎn)品特性，為人們的工作與生活服務(wù)。但另一方面，當(dāng)這些產(chǎn)品成為廢棄物時(shí)，綜合性的特點(diǎn)卻給處理與利用出了難題，只有同樣以高科技和多學(xué)科來(lái)對(duì)待，才能實(shí)現(xiàn)無(wú)害高效處置利用。

3.2 品種規(guī)格繁多，回收模式復(fù)雜

綜合性工業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用面廣泛，回收的渠道和模式必然復(fù)雜。電器電子產(chǎn)品種類繁多，功能、體積和功用相差甚大，而汽車更是集機(jī)械、電子材料和化工等領(lǐng)域?yàn)橐惑w的綜合產(chǎn)品，從品種上涵蓋國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域，從質(zhì)量上從一兩噸到幾十噸，兩類資源分屬于完全不同的回收領(lǐng)域，單一的回收模式自然不能滿足大物流規(guī)?；囊?。

3.3 處理工藝要求高

處理對(duì)象復(fù)雜，處理的手段和技術(shù)必然要升級(jí)換代，用對(duì)待單一再生資源的諸如分類、剪切、破碎等初級(jí)加工的方法，在綜合性再生資源這里就顯得非常不夠用了。近年來(lái)用于廢棄電器電子產(chǎn)品和報(bào)廢汽車的多級(jí)破碎、磁力、渦流、靜電和風(fēng)力等自動(dòng)分選技術(shù)，使得材料分選精度和綜合利用率大為提高，對(duì)于顯像管、制冷劑等特異的部分物料處理及稀貴金屬的提取技術(shù)，使再生資源產(chǎn)業(yè)迅速進(jìn)入高科技的范疇，而隨著社會(huì)生活水平的提高和物料利用價(jià)值的增長(zhǎng)，再利用和再制造已經(jīng)是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路。

3.4 環(huán)境與生態(tài)保護(hù)任務(wù)繁重

由于各種金屬仍然是綜合性再生資源的主要材料，重金屬污染環(huán)境等問(wèn)題不可回避，因此環(huán)境與生態(tài)保護(hù)方面的要求也在不斷提高。各級(jí)環(huán)保部門對(duì)于綜合性再生資源回收處理制訂了相應(yīng)的環(huán)保規(guī)范，入行門檻逐步提高，除了嚴(yán)格控制重金屬污染外，對(duì)于一些特異性的工業(yè)廢物如顯像管、氟利昂、廢線路板等也要無(wú)害化處理，杜絕二次污染，這樣處理企業(yè)的環(huán)境設(shè)施建設(shè)和先進(jìn)工藝應(yīng)用就顯得尤為重要。

3.5 政策性強(qiáng)，公益性突出

政府和有關(guān)部門的政策導(dǎo)向作用十分重要，如家電下鄉(xiāng)、以舊換新政策，可以較好地促進(jìn)廢棄電器電子處理與再利用的發(fā)展，而汽車限購(gòu)、定點(diǎn)回收的法規(guī)對(duì)于報(bào)廢汽車拆解和利用行業(yè)同樣十分重要。由于正規(guī)的處理與再利用都要注重環(huán)境保護(hù)，杜絕污染，環(huán)境成本加大，社會(huì)效果明顯但營(yíng)利性不足，因此又是公益性服務(wù)項(xiàng)目。

3.6 提高綜合再生資源的利用率

從循環(huán)經(jīng)濟(jì)角度看，綜合再生資源是一座寶庫(kù)，是“城市礦產(chǎn)”的重要組成部分，但是這座寶庫(kù)的發(fā)掘，不是僅僅用“芝麻開(kāi)門”就可以解決的，它需要以系統(tǒng)工程的方法，有計(jì)劃、有層次、有步驟地合理開(kāi)發(fā)，變廢為寶，使得資源物盡其用。

要科學(xué)設(shè)置工藝流程，合理安排設(shè)備設(shè)施，提高工作效率，設(shè)計(jì)適合國(guó)情的處置技術(shù)路線，對(duì)于降低成本，提高利用率十分重要。人工拆解并不意味自動(dòng)化程度低，關(guān)鍵在于合理分配人工和自動(dòng)化的比重，科學(xué)有序開(kāi)展處理利用。

綜合性再生資源處理利用產(chǎn)業(yè)涉及到黑色金屬、有色金屬、稀貴金屬和塑料化工等多個(gè)科技領(lǐng)域，要根據(jù)污染防治和清潔生產(chǎn)的要求，將相關(guān)學(xué)科的先進(jìn)技術(shù)融匯到處理工藝中，按數(shù)量、梯次、性質(zhì)提取有用物質(zhì)。

改變傳統(tǒng)單一防治的觀念，對(duì)于廢棄物特別是末端殘余物，不要輕言放棄，要變堵為疏，變棄為用，將可用的物質(zhì)從廢棄物中提取出來(lái)，再用于社會(huì)，就是對(duì)于環(huán)境保護(hù)的重要貢獻(xiàn)。

先進(jìn)的管理、政策的落實(shí)、回收渠道的暢通與設(shè)備和工藝同等重要，因此在科技工程實(shí)施時(shí)，也要注重與社會(huì)工程的結(jié)合。

[1]楊敬增，梁福明.蓄電池循環(huán)產(chǎn)業(yè)體系——解決鉛污染的有效途徑[J].中國(guó)電池，2012(1)：104-109.

[2] 張承龍，王景偉，白建峰，等.廢印刷線路板微生物浸出液中銅的選擇性萃取[J].金屬礦山，2009(10)：158-160.