多金属固体廃棄物の資源化：「都市鉱山」の価値を掘り起こす実践と挑戦

多金属固体廃棄物は特殊な「鉱物資源」として、資源化技術の進歩に伴い徐々に公衆の視野に入っている。これらの銅、鉄、アルミニウム、貴金属などの多種金属を含む廃棄物は、環境負担になる可能性があり、巨大なリサイクル価値を秘めている。近年、多金属固体廃棄物の資源化利用は技術の突破と産業応用の中で進展を遂げ、資源不足を緩和し、環境汚染を減らすために新しい経路を提供したが、効率向上とコスト制御などの面で障害を乗り越える必要がある。
多金属固体廃棄物の源は広く、工業生産用端材、廃棄電子機器、廃棄自動車部品など多くの分野をカバーしている。統計によると、2024年だけで我が国が発生した多金属特徴を含む固体廃棄物は8000万トンを超え、その中に含まれる金属資源の総量は大型鉱山の埋蔵量に相当する。廃棄された回路基板を例にとると、1トン当たり約300グラムの金、20キロの銅、その他の多くの金属を分解することができ、その金属含有量は天然鉱石よりはるかに高い。ある電子廃棄物処理企業は専門化技術を通じて廃棄回路基板を処理し、年間500トン近くの銅、金、銀などの金属を回収し、約20万トンの原生鉱石の採掘を減少させ、「都市鉱山」の開発潜在力を示した。
資源化技術の面では、多金属固体廃棄物の処理は単一金属抽出から全成分利用へと進化している。伝統的な技術は往々にして高価値金属の回収に焦点を当て、他の成分の利用を無視し、資源の浪費と二次汚染を招く。現在、物理選別、湿式冶金、火法溶融などの技術の組み合わせの応用は、多種の金属の階段回収を実現した。ある自動車解体園区は「破砕-磁気選択-渦電流選別-化学精製」の共同技術を採用し、廃棄自動車の金属部品から鉄、アルミニウム、銅などの金属を回収すると同時に、ニッケル、クロムなどの希少金属を抽出することができ、総合利用率は90%以上に向上した。また、生物浸出などのグリーン技術の試験応用は、低品位多金属廃棄物の処理に環境にやさしい方案を提供し、ある研究機関は専用微生物をスクリーニングすることにより、低濃度ニッケル含有廃棄物から金属を抽出する効率は伝統的な化学方法の85%に達し、薬剤消費を大幅に低減した。
多金属固体廃棄物資源化の産業価値は資源回収だけでなく、循環経済産業チェーンの構築を推進している。広東省、浙江省などの工業集積区では、「廃棄物収集-分類分解-金属精製-材料再生」の完全な産業チェーンが形成され、数千社の企業が参加した。ある再生金属産業園は多金属固体廃棄物の集中処理を通じて、年間20万トンの再生銅、アルミニウムなどの金属材料を生産し、現地の製造業企業に生産原料として供給し、製品コストは原生金属より15%-20%低く、下流産業の原料コストを下げただけでなく、生産段階の炭素排出を減らした。このような「廃棄物を宝に変える」モデルは、固体廃棄物を環境整備の難点から産業発展の成長点に転換させる。
将来性は広いが、多金属固体廃棄物の資源化利用は依然として多重の挑戦に直面している。
1つ目は、複雑な成分の分離効率が技術的ボトルネックとなっていることである。多くの多金属固体廃棄物の中で、金属と非金属、異なる金属の間に緊密に結合した複雑な構造が形成され、例えば電子部品中の金属溶接点とプラスチック基材、合金材料中の金属相互化合物など、伝統的な選別技術は効率的な分離を実現することが困難である。ある処理場は多種のめっき層を含む金属廃棄物を処理する際、めっき層と基体金属の結合が緊密であるため、目標金属の純度は85%に達することができ、ハイエンド製造の原料要求を満たすことができず、ローエンド原料として販売するしかなく、資源価値を下げた。
第二に、処理コストの高い企業は産業規模化の発展を制約している。多金属固体廃棄物の前処理、選別、精製などの工程が複雑で、設備投資と運営コストが高い。特に成分変動の大きい小型分散性廃棄物については、収集輸送コストが総処理コストの30%以上を占めている。ある中小規模リサイクル企業の責任者によると、1トンの混在多金属廃棄物を処理するコストは約800元だが、リサイクル金属の販売収益はかろうじてコストをカバーすることができ、利益空間が狭いため、企業は拡大再生産の動力が不足しているという。
第三に、二次汚染防止制御圧力は無視できない。一部の多金属固体廃棄物には鉛、カドミウムを含む工業廃棄物などの有毒有害物質が含まれており、処理過程で制御が適切でなければ、重金属の漏洩や有害ガスの排出を引き起こす可能性がある。ある小さな作業場式処理点は簡易酸浸漬法を用いて金属を抽出したため、周辺土壌の重金属が基準を超え、後期管理コストは回収収益をはるかに超え、規範化処理の重要性を際立たせた。また、処理中に発生した廃水、スラグを適切に処理できなければ、新たな環境負担にもなる。
これらの問題に対して、業界は技術革新と政策支援の両面から力を入れている。科学研究機構は知能化選別設備の研究開発を加速し、AI画像認識とスペクトル分析技術を通じて、多金属成分の迅速な識別と正確な分離を実現し、ある企業が開発した知能選別システムは1秒以内に廃棄物中の10種類以上の金属を識別でき、選別効率は40%向上する。政策面では、多金属固体廃棄物の資源化を循環経済支援の範囲に組み入れ、先進技術を採用した企業に対して税収減免と補助金を与えるとともに、不法処理行為の監督管理を強化し、産業規範の発展を推進する。また、「インターネット+リサイクル」モデルの普及は、オンラインプラットフォームの統合によって廃棄物資源を分散させ、収集コストを削減し、ある回収プラットフォームは集中スケジューリングによって廃棄物輸送コストを20%削減した。
多金属固体廃棄物の資源化利用は「資源不足と廃棄物過剰」の矛盾を解決する重要な措置であり、その発展レベルは循環経済の深度推進に直接関係している。技術の持続的な進歩と産業生態の整備に伴い、多金属固体廃棄物は本当にリサイクル可能な「都市鉱山」になり、資源節約型、環境にやさしい社会建設のために堅固な支持を提供することが期待されている。