目錄

·城市礦山的必要性

·金屬資源觀念的轉(zhuǎn)變

·不同金屬的回收方法和價(jià)值

·“橫向回收”和“級(jí)聯(lián)回收”

·實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)的措施

大約從1990年代開(kāi)始，“eco”和“recycle”等表示環(huán)保的詞語(yǔ)開(kāi)始流行?！俺鞘械V山”從20世紀(jì)80年代開(kāi)始為人們所提倡，它意味著從城市廢品中回收金屬資源，并將其重新用于制作這些產(chǎn)品。如今，其被定位為解決資源循環(huán)和碳中和等全球性問(wèn)題的一組技術(shù)之一。

日本的大部分資源依賴進(jìn)口。近年來(lái)，由于沖突、災(zāi)害、傳染病等因素，生產(chǎn)和物流延誤的情況越來(lái)越多?？梢哉f(shuō)，今后不僅要從環(huán)境的角度，還要從經(jīng)濟(jì)的角度，對(duì)各種物質(zhì)資源進(jìn)行循環(huán)利用。

“城市礦山”一詞在日本引起廣泛關(guān)注是2010年中國(guó)因釣魚(yú)島問(wèn)題暫時(shí)停止稀土^*1出口的時(shí)候。這給日本產(chǎn)業(yè)界帶來(lái)了巨大的沖擊，確保精密設(shè)備等高科技產(chǎn)品必不可少的材料成為了討論的焦點(diǎn)。

日本需進(jìn)口包括稀有金屬^*2在內(nèi)的大部分金屬資源，通過(guò)制造和出口使用該資源的高科技產(chǎn)品，在世界市場(chǎng)上賺取利潤(rùn)。此次事件動(dòng)搖了該前提，因此，日本開(kāi)始致力于廢品回收利用，但由于此后稀有金屬價(jià)格暴跌等原因，這種情況并沒(méi)有持續(xù)多久。但是，金屬資源是有限的，未來(lái)供給不穩(wěn)定不可避免。除了已經(jīng)回收利用的貴金屬（金、銀、鉑、鈀等）和基本金屬（鐵、鋁、銅等）外，還必須建立可以經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定地回收稀有金屬和廢品進(jìn)行再利用的結(jié)構(gòu)和技術(shù)。

關(guān)于金屬資源，回收多種并儲(chǔ)備一定數(shù)量的戰(zhàn)略很重要。因?yàn)槲覀冇肋h(yuǎn)不知道哪種資源何時(shí)會(huì)供不應(yīng)求，能夠應(yīng)對(duì)國(guó)際形勢(shì)并平整市場(chǎng)價(jià)格很重要。但是，不同的金屬有不同的回收和再利用方法，隨著時(shí)代的變化，金屬的重要程度也會(huì)發(fā)生變化。例如，鈷已用于鋰離子電池。但是，最近在中國(guó)，EV（電動(dòng)汽車(chē)）用電池正在轉(zhuǎn)換為磷酸鐵系鋰離子電池，此外，使用鈷的鋰離子電池中鈷的比例下降，資源回收所需的作用正在逐漸發(fā)生變化。

至于鋁，上等的鋁材被回收制成窗框等，稍次的鋁材被壓鑄成汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的材料。但是，也有人擔(dān)心電動(dòng)汽車(chē)的普及會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)量下降，以及再生鋁無(wú)處可用的問(wèn)題。

此外，鉭用于安裝在個(gè)人電腦電路板上的電容器。目前，鉭正在被其他電容器所取代，只能從印刷電路板中回收少量的鉭。這樣的話，從廢舊電腦中回收鉭的動(dòng)機(jī)就會(huì)減弱，鉭等稀有金屬將繼續(xù)用作道路和混凝土的基礎(chǔ)材料。

過(guò)去主流是只從特定產(chǎn)品中回收特定金屬，但回收需要隨著所用金屬的變化而變化。此外，為了應(yīng)對(duì)難以預(yù)測(cè)的供應(yīng)不穩(wěn)定，穩(wěn)定地循環(huán)在眾多金屬、材料的戰(zhàn)略非常重要。

值得重點(diǎn)一提的是“橫向回收”和“級(jí)聯(lián)回收”的概念?！凹?jí)聯(lián)回收”是指對(duì)價(jià)值低于原始產(chǎn)品的產(chǎn)品進(jìn)行回收。例如將鋁用于壓鑄，將鉭用于道路基材就屬于級(jí)聯(lián)回收。雖然有的可以多次回收利用，但基本上都是通過(guò)將其用于其它用途并“將其吸收到社會(huì)中”，從而使其不至于變成廢物。另一方面，“橫向回收”是指將其回收成與使用過(guò)的原始產(chǎn)品相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品。如果可以做到這一點(diǎn)，就可以多次“資源循環(huán)”并使用。金屬的橫向回收可以說(shuō)是利用收集系統(tǒng)和技術(shù)創(chuàng)造出與天然礦山相當(dāng)?shù)馁Y源。

與塑料的價(jià)值在于其脆弱的“分子結(jié)構(gòu)”不同，金屬的價(jià)值在于其堅(jiān)不可摧的“元素本身”，因此橫向回收是可取的。但目前，橫向回收僅限于銅和一些貴金屬。這是因?yàn)榛厥諘r(shí)，即使金屬濃度相對(duì)較低，冶煉也可以盈利。如果在回收廠將金濃縮至10ppm，將銅濃縮至百分之幾，將鉭濃縮至20%至30%，則可以在冶煉廠制造剩余金屬以進(jìn)行橫向回收。

其他很多金屬如果達(dá)不到更高的濃縮度，就不能進(jìn)行橫向回收，很多都是級(jí)聯(lián)回收。級(jí)聯(lián)回收也有階段性，把高價(jià)的鉭等用作路基材料的做法雖然有助于減少?gòu)U棄物（填埋處理量），但不能說(shuō)是有效回收。

因此，為了戰(zhàn)略性地?cái)U(kuò)大金屬的橫向回收，產(chǎn)綜研正在進(jìn)行被稱為“戰(zhàn)略性城市礦山”的研究。

產(chǎn)綜研于2013年成立了戰(zhàn)略性城市礦山研究基地SURE（Strategic Urban mining REsearch base），跨部門(mén)聚集了與資源循環(huán)相關(guān)的研究人員，致力于提高回收技術(shù)、金屬回收的冶煉技術(shù)、促進(jìn)資源循環(huán)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及廢品量預(yù)測(cè)等技術(shù)。

資源循環(huán)需要企業(yè)的合作。因此，2014年成立了成員包括私營(yíng)企業(yè)、行業(yè)團(tuán)體、地方自治體和政府機(jī)構(gòu)等的SURE聯(lián)盟，旨在提高金屬資源回收率，擴(kuò)大城市礦山市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)日本回收設(shè)備行業(yè)和回收工廠的國(guó)產(chǎn)化。

分離技術(shù)開(kāi)發(fā)中心(CEDEST)成立于2018年，是SURE的舉措之一。它作為國(guó)家項(xiàng)目的研發(fā)基地，目前正在為世界上第一個(gè)自動(dòng)/自主回收工廠開(kāi)發(fā)設(shè)備。除了與參與企業(yè)獨(dú)立開(kāi)發(fā)單個(gè)設(shè)備外，正在開(kāi)發(fā)一個(gè)集成全系統(tǒng)的無(wú)人分揀系統(tǒng)。目標(biāo)是以比傳統(tǒng)人工快10倍的速度對(duì)廢品進(jìn)行拆解和分類(lèi)，并以80%或更高的分離效率對(duì)廢舊零件進(jìn)行分類(lèi)。

這里目前正在開(kāi)發(fā)一種系統(tǒng)，可以對(duì)2000多種型號(hào)的智能手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)、平板電腦等一一進(jìn)行識(shí)別和拆解，安全地取出電池，并從電路板中提取稀有金屬，計(jì)劃于2023年建立一個(gè)示范工廠。

為實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)，還需要打造回收設(shè)備市場(chǎng)。由于日本的資源回收企業(yè)多為中小企業(yè)，設(shè)備投資有限。因此不僅需要拓寬對(duì)設(shè)備的認(rèn)識(shí)，還需要拓寬對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)原理的了解。

此外，在優(yōu)先考慮日本國(guó)內(nèi)資源循環(huán)的高度化的前提下，未來(lái)還要考慮日本回收設(shè)備的全球發(fā)展。如果能向亞洲國(guó)家出口回收工廠就更好了。重要的是要證明，通過(guò)引進(jìn)先進(jìn)的回收技術(shù)，如果當(dāng)?shù)乜梢岳玫膬?yōu)質(zhì)再生資源有所增加，那么日本在當(dāng)?shù)氐墓S就可以利用它們，這對(duì)引進(jìn)國(guó)也有好處。

亟需創(chuàng)造扎根于日本產(chǎn)業(yè)的資源循環(huán)利用技術(shù)和機(jī)制，而不是效仿歐洲技術(shù)。為了構(gòu)建未來(lái)的資源循環(huán)型社會(huì)，需要從更廣闊的視角描繪日本產(chǎn)業(yè)和社會(huì)的未來(lái)樣貌，以及為此需要什么樣的技術(shù)。

*1稀土：鈧、釔和屬于鑭系元素的17種元素的統(tǒng)稱。其中許多是工業(yè)產(chǎn)品不可或缺的，例如釹被用于制造永磁體。特別是鏑和鋱等被稱為重稀土元素，十分稀有。

*2稀有金屬：鎳、鈷、鉑、稀土等流通量較少的金屬的總稱，曾經(jīng)選擇了47種元素（以17種稀土元素為1個(gè)礦種、共31個(gè)礦種），現(xiàn)在擴(kuò)大到55種元素。稀土是世界通用的學(xué)術(shù)術(shù)語(yǔ)，但稀有金屬是日本特有的分類(lèi)。作為一種政策用語(yǔ)，各國(guó)名稱和種類(lèi)有所不同。