第１５卷专辑２００９年３月 中国粉体技 术Ｃｈｉｎａ Ｐｏｗｄｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＶ０１．１５ Ｓｕｐｐｌ Ｍａｔ＂．２００９ 论资源再生利用 （１．武汉理工大学材料科学与工程学院，湖北武汉４３００７０；２．东华理工大学化学生物与材料科学学院，江西抚州３４４０００）摘要：资源再生利用与人类生存密切相关，它关系到人类社会是否能够持续发展，象征着人类发展文明。本文中论述了资 源现状、资源再生利用的作用、资源再生利用的前景以及与资源再生利用的废弃物处理问题，说明了所谓资源再生利用，定义 为“把资源纳入社会体系结构，作为社会体系的一部分而循环使用”，指出了要在社会体系的各个环节限制废弃物产生，作为 产品、部件再使用，作为原料再利用，以建立资源循环型社会。 关键词：资源；文明；再生利用；废弃物 人类自诞生经过了漫长的石器时代，从人类的 最初阶段就开始利用地下资源。而且地下资源的利 用率和利用形态不断地提高，这是人类文明的足迹。 人类在利用物质的过程，产生再利用的想法，资 源再生利用是随人类诞生而发展起来的。但是人类 社会已进入了２１世纪的今天，资源再生利用所担负 的重大使命远远超过以往，这是因为，由于资源大量 地消耗，在２０世纪后半期出现了人类不曾经历的严 重问题，“地下资源埋藏量减少”、“废弃物造成环境 污染”，为了解决这一问题，首要的是必须彻底实施 资源再生利用。 资源再生利用技术领域，横跨资源技术和材料 技术两方面，为了发展资源再生利用技术，资源技术 人员、研究人员和材料技术人员、研究人员的密切合 作是不可缺少的，人们期待着资源再生利用技术进 一步发展。资源再生利用作为技术领域和科学领 域，它的存在已为人们确认，有望这一领域的进展和 系统化。 １资源与文明 人类历史也就是资源利用的历史。追寻石器时 代、青铜器时代、铁器时代，人类确保各个时代必需 的资源，在从事社会活动的同时建筑起文明。现代， 作为必要资源涉及很多，如铁、轻金属、塑料等等，近 代又新增加稀有金属和半导体等功能材料。的确， 资源被摆在“文明之基础”的关键位置上。 人类之所以能够建筑文明，可以说从采摘、狩猎 生活进化到农耕生活（所谓的农业革命）受到很大的 影响。推测有数十万年的人类历史，大部分是采摘、 狩猎生活的时代，农耕生活的历史最多有几千年。 农耕生活意味着给人类社会带来了计划经济的意 义，对文明的发展给与重大的贡献。 ２００多年前开始的产业革命，孕育出了当今的 新时代，充满了以往人类未曾享受到的巨大能量和 物质。而且随着工业化社会产业结构的变革，给人 类带来了崭新的生活模式。但是，在大量生产、大量 消费的激剧变革同时，产生了各种各样恶果。以环 境污染为首，当今人类所面临的严重问题，即发端于 这一产业革命。 首先，关于地下资源，现在人类利用的资源过 量。地下资源的储量是有限的，只要不制造出人工 资源，一味地采掘，地下资源的确在不断地减少。关 于地下资源的勘探、采掘、加工、处理等的技术，长期 以来飞速发展。但是，建立持续利用地下资源体制 这一点，必将成为人类共同的研究课题。 还有，人口的激增、跨越多国的酸雨问题、大气 中二氧化碳浓度上升、有害物质引起的环境污染等 等，环境恶化成为文明衰退的主要原因，出现了和环 境劣质有关的征兆。这些无论哪一方面最终都与地 下资源的利用有关的问题。与大自然以及社会稳定 性的破坏有关联的变化，正在缓慢地进行着，所以人 们常常忙于眼前的问题而忽略这些变化。这些缓慢 的变化，若放任不解决，一旦超过极限便会造成不良 后果，使人们措手不及以致危及人类的生命。 解决这个问题的方法之一则是资源的循环利 用，即资源再生利用。直到产业革命之前，采摘、狩 猎和农耕曾经是人类生活的中心，人类在狭窄的空 间持续着大致与自然界生态体系相适宜的生活。那 时人类在生存过程中，资源是非常重要的、不可缺 的。废弃物得到处理、再利用或者被处置等，最终形 专辑 ２００９国际粉体技术与应用论坛论文集 １２９ 成资源再生利用社会。但是，由于所谓的经济性、便 利性等等的不良行为，社会的循环利用结构在各个 方面遭到破坏，力图恢复并不是容易的事情。 在目前状况下，为了推进资源再生利用，有必要 建立适合于新时代的资源再生利用的目标。因此， 为实现这一目标，在把握住技术的或经济的限度同 时，必须明确目标达成的具体内容和效果。在此，对 资源方面的状况、资源再生利用的作用、资源再生利 用的前景，包含与资源再生利用紧密相关的废弃物 处理问题加以叙述。 ２资源现状 关于资源，包括可再生资源和不可再生资源。 可再生资源，如农产资源、林产资源、水产资源、地下 水、太阳 地热能等。不可再生资源有地下资源，地 下资源被采掘尽了，矿山的寿命就结束了。因此，为 了持续地利用地下资源，必须同时加以制约。本文 中所指的资源，是以不可再生资源及与其相关的资 源为中心。 资源科学与工程领域，以不可能再生资源为对 象，把“其中含有有用成分，能够经济地提取出来的 材料”叫做资源。作为可能再生资源对象，以及空间 资源、人力资源、经营资源等等的词汇，同样也称作 资源，但所意味的内容完全不同。 ２．１资源的供给 我国是地质学上矿物资源丰富的国家。但是， 相对于国内资源储量，由于大规模的经济活动、疏漏 的管理与政策、开采与加工技术水平有限等原因，而 消耗了大量的矿产资源，所以只靠国内资源难于供 给，有些还依赖于进口。 国际上正在形成一种新的财富计量体系：衡量 一国财富的标准不是看它拥有多少纸币，而是实实 在在的资源，尤其是稀缺资源。 以稀有金属铟为例。中国的铟储量世界第 一，也是世界最大的产铟国和最大的出口国。早在 ２０世纪９０年代初，铟在液晶显示器上广泛应用，日 本、韩国分别是世界第一和第二大精铟进口大国， 日本７０％以上的进口来自中国。铟资源不可再生， 资源总量非常有限。日本和韩国已经启动了对铟 的战略储备。再以稀土为例。稀土有工业“维生素” 之称，当今世界上的尖端武器几乎都离不开稀土。 从１９９０年到２００５年，中国稀土的出口量增加了近 １０倍，可是平均价格被压低到当初的６４％。美国、 澳大利亚、加拿大等拥有稀土矿的发达国家，近年来 全部限制或停止开发本国的稀土矿，转而从中国进 口。日本更是大量购买中国的稀土囤积起来。有资 料显示，按照目前的开采水平，再过５０年，中国将从 稀土资源大国变成小国，世界最大稀土矿，白云鄂博 矿藏，将在３０年内消失；有“世界钨都”之称的江西 赣州稀土资源矿，将在２０年内开采殆尽。 世界各地不断地从地壳中开采矿物资源，资源 不断地消耗。表１列举了主要金属资源的可开采年 数…。可开采年数，是用现在确认的矿石埋藏量除 以年生产量计算得到的，所以除非发现新矿床埋藏 量而增加，或者生产量因消费减少而降低，否则这个 数值（可开采年数）会不断地变小。关于金、银、铜、 铅、锌、锡等金属的可采年数大约是２０一５０年左右， 这和以往人类使用这些金属的历史相比较，不能不 说太短了。石油的寿命约３０年，只能维持数十年开 采。关于矿物资源的事例尚有许多。 主要金属资源的可开采年数有史以来，由于枯竭而不能供给的矿物资源，尚 未有报道过。但是，在地壳表面或浅层部分易于开 采，品位高处的资源渐渐采掘完，若勘探、采掘地壳 深层或海底的矿物资源，在这些地方作业是有很多 困难的。因此，为开发、采掘这些地方的矿物资源， 须要投入大量的资金、材料和能量，另外，在这个过 程中有可能对环境造成的影响也不能忽视。 在考虑矿物资源有限时，为了人类能够更长时 期地利用地下资源，资源再生利用对于实现资源节 １３０ 中国粉体技术 第１５卷 约具有重大的意义。 ２．２生产活动和废弃物的产生 社会经济活动支撑着人类的生活。而经济活动 资ｉｌ簟 食料进口羹 原油、铁矿石、煤． 谷物、木材合成板、． 天然气．ＬＰＧ等。 ４．９亿ｔ 国内资源产出量 岩石、砂砾、石灰石、 煤、金属矿石、木材、 石油、天然气等。 １０．５亿ｔ 弭资源化懿 矿渣、铁屑、污泥、 纸，木屑、粉尘类、 碎玻璃类等。 １．６亿ｔ 的基础是资源，人类利用资源使生产活动不断发展。 参考日本通产省资料物质循环流程表示于图１。 能量消耗量 石油、煤、焦炭、 天然气ＬＰＧ等。 ３．２亿ｔ 产品出口爨 钢铁量、非铁金属、水 泥、汽车、船舶．电器、 有机 无机化台物等。 ０．８亿ｔ 国内生产量 ＬＪ Ｉ最终消费最 米、鱼、牛奶乳制品堋巴料、化工产品、广—］ Ｉ１０．６亿ｔ１７ ｌ０．８五－ｒＴ＿２．５亿ｔ上Ｉ【建筑废弃材料０．３亿ｔ Ｕｌ懑粼 ０．Ｓｑ／ｕｔ Ｉ废碱、废油、煤渣．炉渣等。 ｌ２．８咒ｔ 一般废弃物 垃圾４ ３００７了吨 粪便４９００万吨 （同态物２４０万吨） ０．９亿ｔ 日本国物质循环漉程圈由图１可知，日本一年间使用的资源等物质的 总量估计约１７亿ｔ。其中能量消耗的物质量为３．２ 亿ｔ，钢铁、汽车、水泥等出口海外的制品量为０．８亿 ｔ，国内的最终消费和库存量为１０．６亿ｔ。在这些生 消费过程中，产生了大量的废弃物。产生的废弃物总量推测为２．９亿ｔ，处理 处置的废弃物，一般废 弃物（垃圾、粪便）和产业废弃物总共２．６亿ｔ。其 中，来自制造业的排出量为２．２亿ｔ，来自资源能消 耗型产业的排出量很大。从制造业排出的废弃物 的５０％（１．１亿ｔ）被再资源化，剩下的１．１亿吨必须 处理 处置…２。 ２．３废弃物的处理和再资源化 称之为“废弃物”的材料，是随地域特性或者社 会状况而变化的，所以未必能一概而论。另外，根据 所有者的主观认识。对于相同的材料，会有不同的看 法，有的按“有价值物”或“资源”处理，有的当作“废 弃物”而扔掉。所以，常常即使所有者认为是无用 的，但通过出卖、转让、回收利用等，最终就不是废弃 日本法律规定：“所谓废弃物，即所有者自己不处理处置 ２．６亿ｔ 利用，并且不能有偿地卖给他人，所以是不要的品 物”。则按现行的制度，如果处理后能够再利用的材 料，即也为“资源”，但废弃物实际处理时，要按照废 弃物处理法规进行旧Ｊ。 日本的废弃物分为一般废弃物和产业废弃物。 后者是存在于进行产业活动过程中的排出物，是指 按法律规定的１９种类的废弃物，其它以外的定为一 般废弃物。一般废弃物区分为垃圾和粪便。一般废 弃物的处理责任属于拥有自治权能的地方公共团 体，产业废弃物的处理责任属于企业经营者。另外， 不问废弃物的种别，企业经营者对产业活动中产生 的废弃物要进行再生利用，努力减少废弃物。同时， 在制造、加工、销售阶段，产品或容器成为废弃物时， 有责任及时处理ＨＪ。 从历史上看，日本废弃物处理（特别是一般废弃 物的情况）作为预防传染病等公共卫生对策的重要 环节，一直严格地进行着；其后作为保持城市功能等 环境卫生对策，占有重要位置；现在力求确保舒适的 生活环境，废弃物处理目的随着时代的发展而变化。 今后，废弃物处理目的要加强保全人类生存环境和 专辑 ２００９国际粉体技术与应用论坛论文集 １３１ 资源有效利用。 日本废弃物处理产业的规模，一般废弃物、产业 废弃物两方总和约４。５亿万日元，这占日本ＧＮＰ 的１％以上。实施产业废弃物处理的企业中，进行 再资源化的企业很多。如果没有废弃物处理产业， 今后的再资源化就无法考虑。 日本废弃物处理业，从制度方面看，从１９７０年 的废弃物处理法规的制定就诞生了。即，为了实施 法规的处理，必须经许可才可以营业。以往回收废 胶片，为了回收银进行药液处理和焚烧处理的业界 人员，就成为废塑料一废液一废碱的中间处理业者； 从汽车加油站接收废油，作为锅炉用燃料的业界人 员，就成为废油焚烧的中间处理业者［５】５。 对于再资源化，有两种情况，一种是处理物作为 有价值原料被处理，被再资源化；一种是作为废弃物 被排出后，由处理业者接收。同为处理业者，即使用 相同技术处理，也必须注意法规上的完全不同处理。 若从矿山的观点来看，前一种情况相当于在经济上 有利的高品位矿石；后一种情况常常属于以往的，经 济上、技术上不利的低品位矿石或难处理矿石，关于 其再资源化，即使从资源能量的有效利用、保护生存 环境的角度来看，尚遗留很多问题。 ３资源再生利用的作用 ３．１资源再生利用的位置 所谓资源再生利用，定义为“把资源纳入社会体 系结构中（例如产业活动中的生产路线），作为社会 体系的一部分而循环使用”。 天然矿物资源的贮存量有限，所以由于人类的 消费正不断减少。消费量在人类历史发展过程中， 近年来激剧增加。以日本的导电铜生产量为例，开 始高速发展的１９５５年是１２万ｔ；处在第一次石油危 机的１９７３年是１１９万ｔ，１８年增长了１０倍；１９８５年 是１４３万ｔ，经过１２年增加１．２倍。即使，罗马俱乐 Ｒｏｍｅ）提出了资源利用极限，资源消费量也没有减少。若考虑发展中国家今后消费增加 的可能性，不能不说人类未来的资源难于保证。 另一方面，产业废弃物和城市垃圾中，含有大量 的可能再利用物质（二次资源），但是如果这些长期 不断地堆积在地面，我们的生活环境就会遭到破坏。 加强资源再生利用，最大限度地使用二次资源，就是 所谓的“资源延年”和“环境保护”，这是人类面临亟 待解决的问题。 社会体系和资源再生利用的关系，若以金属生 产为例，如图２所表示…６。金属资源是经过勘探（掌 握埋藏地点和储量）；采矿（把资源从地壳分离出，作 为矿石采集）；选矿（把矿石破碎 粉碎加工成炼制原 料，原料的品位和形状适合于炼制）；冶炼（从原料中 熔炼出金属，火狐电竞火狐电竞精炼到所需要的纯度）等各个工程而成 为金属。加工一利用这些金属生产金属制品，经过 消费阶段，最终成为城市垃圾；在制品的制造阶段， 产生的无用物就成为产业废弃物。所 圆一排到环境的残留物 圈２社会体系和资源再生利用