尽管我国自颁布和实施“循环经济法”以来取得了一定效果，但和德、日、美等发达国家的水平还有较大差距。我国的镍、铬、钼、钨、钴、钛、铌和铂等稀有金属价高且部分依靠进口，理应节约使用和很好循环利用，但实际上利用率却极低。对此，今年年初工信部和科技部、财政部联合印发了“再生有色金属产业发展推进计划”，以消除政绩观扭曲和利益链作祟对发展循环利用稀有金属的瓶颈制约。笔者在离休前后均从事过和循环经济密切的工作，至今仍对它十分关注，故介绍点有关日本在这方面的情况，以供参考。

　　一、再生稀有金属是重要的“城市矿山”

　　日本作为资源贫乏但制造业发达的世界经济大国，对于贵金属、稀有金属或枯竭性高的基础金属等，以国内家电、电子等报废产品的循环利用作为主供应源而十分重视，并称之为“城市矿山”。为实现这一目标，在国内建立起了分布广泛的回收加工点，以利于实现价廉的循环利用之路。据此，经产省和环境省已指定示范地区开展回收实验中心，尽管有种种困难和问题需要克服，但构筑循环型社会系统的工作仍在进行中。

　　报废的金属产品虽能继续回收，仍尚未解决其中所含金属的循环利用课题。目前对纯铝和贵金属等的中间处理和制炼工序系统已建立并可达到相应的回收率和循环利用率，但对其他金属尚未解决，特别是众多的稀有金属在报废产品中含量较低，以原样通过湿式制炼工序回收在经济上是不合算的。还有对低含量的贵金属用铜冶炼工艺回收时，众多的稀有金属仍会流入渣中，其回收不合算。

　　为从上述含稀有金属的报废产品中回收更多的金属以充分发挥其资源价值，有效的方法乃是通过中间处理使金属一次浓缩。中间处理为对报废产品的解体、粉碎和分选后以实现原料粉体的分选工艺，它是解决报废产品的各种金属、塑料、玻璃等能否再资源化的关键技术。

　　二、再生稀有金属的分选技术

　　1. 解体、粉碎和单体分离

　　有关较大的家电和咖啡机等报废产品，在日本多用手工解体，即将它们尽量分解为成分单一的部件以利于下一步的分类处理。如形成1粒为单一成分组成时则称为单体分离。中间处理中的分选属于粒子分离操作，若粒子达不到单体分离的状态，则难以完成高度的分选。对废品中的金属，如铝、铜等均为1粒由1个元素组成时则采用单体分离即可，若由多数成分组成时则形成片刃。但在物理性分离困难状态下由多元素组成的场合，如属合金状态时，对由单一合金形成的粒子仍称单体分离，还有对粒子有多数成分组成的单位产品，例如电子元件等的场合，若作为单一粒子存在时，即便仍需要采取物理性分离时仍可称之为单体分离，即若可用手工分离时，则仍能较容易地得到单体分离粒子。对于小型电气、电子机器等小型产品和装在印刷电路基板上的各种元件全部用手工解体在经济上有一定限界，还是改用机械粉碎为佳。

　　由上述中间处理的粉碎，除可实现粒子均匀化、流动化的目标外，重要的还可促进单体分离以便为后道工序的分选高效化创造条件。为达到这一目的，对异相境界面应适应力集中以达到手工解体般的单体分离理想状态。以天然矿石为例，可产生保持绮丽异相境界面而破碎的选择粉碎十分罕见，往往多采用随机粉碎。现以电子元件、部件和天然矿物2种物质在不同方式粉碎中，粉碎尺寸和单体分离度对重点成分畸域尺寸的关系对比如下。天然矿物的场合，重点成分的特定矿物只有广大的畸域尺寸相同尺寸的粉碎物中，单体分离粒子基本不存在，以后随着粉碎物尺寸变小开始单体分离。还有，即便采取选择粉碎，对具有广大畸域尺寸分布的天然矿石，单体分离开始的粒子尺寸则仅向粗粒侧转移，但在粗粒阶段可达到高度单体分离的极小。而从印刷电路基板上剥离元件的场合，若创造各元件以单一粒子存在的状态(选择粉碎)则马上可看到单体分离后的粒子。此时以印刷电路基板上的电子元件和天然矿物中的特定矿物比较时，后者为具有了次之结合而封闭与空间内的矿物畸域，电子元件则为仅和基板保持2次元结合，由于结合面以外均为开放状态，故非常适用于选择粉碎。进一步看，若电子元件由于人工原因具有特定尺寸时，亦即具有极狭小的畸域尺寸时，则可有效利用这一特性，亦即不用过度粉碎而采取粉碎尺寸和元件畸域尺寸相合的选择粉碎，在粗粒阶段即可达到单体分离。例如用桶型冲击式破碎机的场合，对手机和印刷电路基板上的元件在大体保留元件原型下便可实现单体分离，但是此类成功的案例尚少，对于多种多样的产品，在开始探讨选择可达到高效选择粉碎的粉碎机和粉碎方法中。

　　2.分级和分选

　　通过选择粉碎即使在粗粒阶段达到单体分离，但粒子仍处于混合阶段。例如目标金属含有率为100ppm的金属粒子群的分选，相当于从1万粒中选出1粒的作业。厘米级粒子，仔细的手选便可达到高精度的分选和浓缩，但和手工解体同样，经济上并不适用于所有粒子的分选。可代替手选的如对皮带上移动的粒子测头分辨粒子的性质并据以逐个用机械分选的为分级，亦叫个别分选，使用压缩空气，可用于300mm左右粒子分级。还有对粒子的外表分辨、X射线和荧光射线等多种分类测试方面亦在应用中，特别是在限定种类的粒子应用上效果较好。但是以多种多样的粒子为对象的场合，精度好的测试方法仍有时效果不好，同时装置的价格亦高，近年正开发应用廉价的激光测试和组合网络的分级技术。

　　粒径变小时，逐粒分选将是处理量受限，此时将粒子作为集合体分选方式效率较好。这种分选(亦可叫总量分选或集体分选)可直接利用粒子物性的运动差进行分选，可利用的物性有物体总量性质的密度(比重)和磁性及粒子表面性质的颜色和濡湿性等。还有根据分选时的媒体不同分为在气相(空气)中的干式分选和在液相(通常为水)中的湿式分选。干式分选法可用于大量处理，且分选后的产物回收亦较容易，而利用总量性质的湿式分选法，其分选精度可能比干式分选法提高，但是水循环的动力和回收产物的脱水、干燥致使能耗和成本升高而稍微不利。还有利用表面性质的湿式分选法，则多利用表面活性剂，上述耗能再加上废水处理使负担更大。若仅从便于采用出发，以干式分选法较佳，但各类分选技术有其各自的适用粒径，还应按对象粒径选定。总的分类为：过去当粒径在1mm以上时用干式分选法，1mm-50μm间用总量性质的湿法，小于50μm时则采用粒子表面性质的湿法。近年来为降低成本和节能，通过采取新技术将前2种分选方法的粒径下限分别降至0.3mm和10μm。如在上述的元件粗粒子条件下采用干法分选，既经济分选精度又高，而在粉碎后粒径降到1mm以下时，有些产品中的部分稀有金属粒子将在此粒群内聚集，届时应利用新法分选回收为佳。特别是当粒径下降到50μm以下时，过去只能用浮选为代表的利用表面性质的湿式分选法。但是近年开发成功的利用强磁场的比重分选机，使10μm的粒子亦有可能利用比重分选。但利用离心场的微粒子比重分选机在日本尚未推广，相关说明文件亦很有限，特别是用于稀有金属循环利用的研究尚未进行，亟待努力迎头赶上。

　　三、再生稀有金属的分选工艺

　　适用于金属循环利用的主要技术已开发成功，但未必能达到稀有金属资源化的目的。因为产品有多种多样，且随着新产品的开发而报废产品的成分和样式亦在不断变化。为了适应这一多样变化，必须构筑柔性的分选工艺。但是对于最佳分选工艺的构筑和最佳分选条件的选定，目前尚处于探索阶段，有关工艺的合理方式尚未确定，尚处于由1台粉碎机和1台分选机组合而成的最单纯的分选工艺模式，而且投入分选工艺的对象多种多样，如单一产品、多种产品或基板和部件等，甚至不考虑机种和厂家所存在的多种模式，以及粉碎机、质量条件和分选条件的选择亦在多样化。对由此产生的粉碎产物分选时，各种不同的分选机对其质量条件和分选条件却必须选择。尽管选择项目仅设定10个选择方向，但这样选择的模式却将达1000万种，若选择方向按20个设定时，则选择模式将高达12.8亿种。此时按12.8亿分之一的最佳条件选出下，粉碎一分选共同达到100分的满分选择时，才能取得100分的目的物。但是接近努力下，粉碎一分选共同只能达到20分选择的场合，由于粉碎工序的单体分离度将决定分选工序分离效率的上限，从而两者间存在表现互乘作用，即选出目的物只能得49分。进一步推算，若粉碎法的选择为20分时，即使分选法为100分的满分，产出目的物亦只能得20分。此时仅通过产出目的物的品位和回收率的观察，对仅得20分的原因是粉碎法或分选法甚至是两者共有都很难判断，亦即通过对分选产出物的成分分析以反馈适当改进工艺是难以实现的，这也是目前难以最佳化的根本原因。

　　用桶型冲击式破碎机，对从印刷电路基板上以保留基本状态剥离下来的元件，作者以钽电容器进行了浓缩试验的结果略述如下：首先对剥离下来的约3千万个元件，对其种类、尺寸、比重和磁性进行了特性评价，其次对占重量3%的元件用钽电容器经筛选—干式比重分选—磁选3段分选工艺浓缩到85%左右。据作者等所知，从含金属的报废品经物理分选中使用钽电容器是实现高浓缩的较好方式，已为下一步制炼工序的高效利用创造了有利条件，这次的试验亦充分证实了其可行性，今后的课题是如何创造条件以加速推广应用。

　　综上所述，日本对稀有金属的循环利用十分重视对其中间处理工艺经多方研发后以取得不少成果，但尚存在不少问题亟待改进。特别是和下一工序的制炼工艺对比亦相对落后，不少小规模分散型且回收精度高而适用的湿法冶炼成功并实用化，这点值得有关部门学习。