理论教育 资源二次利用:美国废金属回收率超过50%

资源二次利用:美国废金属回收率超过50%

时间:2023-11-05 理论教育 版权反馈
【摘要】:资源的再次利用是伴随着资源的高消费水平而出现的。据报道,美国铜、铅、锑等废金属的回收利用量占其消费量的比重超过了50%。废弃物回收利用的总目标,也可以说是资源回收利用的总目标是减少进入社会及由社会产出的材料总量,以免除原材料的提炼和加工,或减少处理废物的环境费用。这一目标也是未来社会的资源二次利用目标。

资源二次利用:美国废金属回收率超过50%

资源的再次利用是伴随着资源的高消费水平而出现的。

19世纪第一次产业革命发生以前,人类的资源(确切地说是原材料)消费量并不很大,当然木材是一个例外。然而,自那时以后,原材料的使用量便以前所未有的速度增长,尤其是化石燃料和矿物原料的使用量更是直线上升。以工业化国家为例,这些国家是建立在大量消耗原材料和能源基础上的,最近20年来这些国家的人均原材料产量和消费量仍在继续增加。从20世纪初直到20世纪60年代末,美国人均钢材、水泥、纸张和无机化学制品的消费一直在增加。世界观察研究所发表的资料表明,尽管目前西方各工业化国家的材料消费水平趋于稳定,但和历史水平相比还是相当高的。美国仅1940~1970年的30年间所消费的矿物原料比全世界1940年以前消费的所有矿物原料还要多。

发展中国家的资源消费无疑在以一个更快的速度增长,这是他们为了追求更快的发展速度而造成的。然而由于基数很小,发展中国家和发达国家之间在人均原材料消费水平方面的差距仍然很大。如日本人均消耗的钢材曾是我国的8倍,美国则是墨西哥的3倍;美国人均纸张消费量是拉丁美洲的11倍,美国人均镍的消费量是印度的24倍。

由于各自的经济实力和发展水平差别较大,发达的工业国家和发展中国家对于资源高消费的主要危险的认识不尽相同。

发达的工业国家认为,这种危险主要表现在提炼和加工原材料对环境产生的连续破坏。他们认为对原材料的获取和加工是人类最具破坏性的活动。每年,由于维持巨大数量的原料生产,数百万公顷的土地被毁坏,几百万棵树木被砍伐,而且还不可避免地要产生数十亿吨的固体废物。采矿也是如此,采矿为工业化社会提供了大部分原料,但同时它也是人类最具破坏性的活动之一。举例来说,采矿通常要清除掉矿床上面的生态系统或人类的居住地,从矿石中提炼有益组分要消耗大量能源,同时还会产生大量的污染和废物(尾砂等)。

这些污染并不广为人知。矿山开采所造成的污染是立体交叉式的,矿山废液不仅污染地表水,而且污染土壤并通过向下渗透污染地下水。此外,在后续的熔炼阶段释放出的大量有毒化学物质二氧化硫、砷和重金属对周围地区的空气造成了污染。

这是原料生产—消费循环的一端的情形。在另一端,以前,绝大多数国家都是把各自消耗了的大部分原材料作为废物抛弃掉——这种情况目前已经有所改观——这就产生了废物处理难题,甚至一度导致了“垃圾危机”。

对于这一点,发展中国家都有同感。和发达国家认识上的差异是,发展中国家更担心的是高消费将耗尽其所拥有的资源。

无论是发展中国家还是发达国家,在下列问题上的看法是一致的,即必须重视并解决日益增加的“废物”问题。这对于试图提高资源利用效率的国家来说尤为重要。解决问题的途径有两种:①减少原材料和能源的消费量,以尽可能少的、最合适的原材料来满足人们的需要;②废弃物资源化。前者在有关的开发新能源新材料章节里可以找到答案,后者实际上就是资源二次利用。

资源再次利用的内容非常广泛,简单地说,包括生产过程中的尾矿(砂)、废弃物的再利用,产品的直接再使用、回收利用等。具体地说,资源再次利用包括:从废弃物处理中回收某些物质;利用废弃物制取新的物质,回收废弃物并经过深加工获得新用途;从废弃物中回收能源;以及某些产品的重复使用等。自20世纪70年代世界性的以能源危机为标志的资源危机爆发以后,全世界加快了资源二次利用的步伐,特别是日本和西欧一些人口密度大、资源匮乏的国家已走在了世界的前列。日本已经做到了将其垃圾的26%~39%加以回收利用,前西德的居民则回收利用了1/3的纸张(每年生产的新纸浆中废纸浆比率达50%)、铝和玻璃。欧洲其他国家的废玻璃利用率达50%。美国也不甘落后,而且在废金属回收利用方面卓有成效。据报道,美国铜、铅、锑等废金属的回收利用量占其消费量的比重超过了50%。

废弃物的回收利用已逐渐发展成为社会的一大产业。

废弃物的回收利用使西方工业国家可以减少焚烧垃圾和掩埋垃圾的数量,从而达到环境保护的重要目标。对于更多的国家(包括上述发达的西方国家)来说,直接的经济效益和资源效益更能说明问题的实质。废铝回炼所需的能源只相当于从铝土矿矿石中炼铝能耗的5%;利用废钢材炼钢可降低能耗2/3;用碎玻璃回炉重熔,比从头生产节约近1/3的能源;用回收废纸造白报纸,比用纸浆节约40%~75%的能源;而一个重为12盎司(约340克)的可重装玻璃瓶重复使用10次所需的能源,则为再生铝罐或玻璃容器每使用一次所需能源的24%。(www.daowen.com)

正在排放的尾矿

对于所有的国家来说,废弃物循环利用还是直接使土地、大气和水污染大幅度减少的关键性手段之一。有资料表明,利用废钢铁炼钢可以使空气污染减少85%,水污染减少76%;利用废纸造纸可以减少74%的空气污染物和35%的水污染物。

正是基于上述这些因素,人们有理由相信资源二次利用产业化的趋势将会一浪高过一浪,并终将成为一个充满前途和活力的新兴产业

目前,已经提出了不同种类的废弃物回收利用的相对价值排序表,即利用已使用过的物品制造同类新产品是最有价值的,而价值最小的是将废料变成物理特性差的产品,其中的判断标准是所回收的材料是否用来替代生产中的原材料,以便形成良好的封闭循环系统。

废弃物回收利用的总目标,也可以说是资源回收利用的总目标是减少进入社会及由社会产出的材料总量,以免除原材料的提炼和加工,或减少处理废物的环境费用。这一目标也是未来社会的资源二次利用目标。

从上述标准和目标出发,我们应在鼓励对废弃物进行广泛回收利用的前提下,提醒人们特别要重视玻璃和金属材料的回收利用。道理不言而喻:回收这些材料可节约大量的能源,并可减少原材料生产产生的各种污染。其次是水和纸张的回收利用。城镇居民用水和工业废水的循环使用是解决供水不足的最有效、最简捷的办法,部分国家已经这样做了,预计21世纪水的循环使用将在大部分国家里得到普及。纸张的回收利用在人们的印象之中是做得最好的,今天我们看到的报纸、书刊一类的印刷品越来越多地出现了回收利用的标志。

然而,值得重视的一个问题是:工艺越来越复杂的合成材料再次回收利用的余地不如使用天然原材料制成的产品回收利用的余地大,这是未来需要解决的。除此之外,来自若干研究中心的令人鼓舞的研究成果,为人类最终能够抛弃以前乃至今天我们所处的“浪费的社会”树立了坚强的信心。

纽约昆斯学院自然系统生物中心的研究人员估计,目前美国固体废弃物的理论回收率可达85%~90%,而且纽约东汉普顿100个自愿者家庭参与的一项试验计划,已经取得了84%的废弃物回收率的优异成绩。这表明了资源二次利用的潜力所在。

再来看一下原料生产过程中的废弃物再利用问题。

金属矿山尾矿(砂)的处理比较复杂。在多数发展中国家,由于技术方面的限制只能将大部分的尾矿堆置于山涧、沟谷或可耕地上,从而带来了严重的环境生态问题。这里要讨论的是这些尾矿中所含有的大量有用组分——共伴生金属(元素)或品位较低的矿石,以及大量的脉石矿物(石英和硅酸盐等)——的再利用问题。从理论上讲,这些尾矿都可以加以利用,但目前由于技术尚不过关、成本较高以及市场等原因还很难做到这一点。本来,其中的脉石矿物是极好的砖、瓦、卫生陶瓷等建筑材料,但由于离市场太远——大多数金属矿山都位于偏僻的山区或远离人类居住的地方,综合利用的步伐显得缓慢、沉重和力不从心。然而,未来的技术进步和资源需求方面的渴望将会彻底解决这一问题,现在的一些成功的尝试预示了这一前景的存在。

煤矿开采中的煤矸石粉煤灰也属于此类问题,不同的煤矸石和粉煤灰的利用已经被广泛地加以重视并付诸行动了。只要有煤炭开采就必然伴随而来的矸石也是一种资源,这种认识被越来越多的人所接受。有关的研究机构在政府的大力支持下,开发出许多种有效利用煤矸石的技术和工艺,并致力于在更大的范围内推广应用。粉煤灰中残余的热值使得它可以重新被制成各种型煤而再次贡献出自己的能量。

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