在所有金屬中,銅的再生性能最好。廢銅是銅工業(yè)的一個重要原料來源。在 1997年世界銅消費量中,有37%來自再生銅。
廢銅按其來源有兩類。一類是新廢銅,它是銅工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢料。另 一類是舊廢銅,它是使用后被廢棄的物品。銅和銅基材料,不論處于裸露狀態(tài),還 是被包在最終產(chǎn)品里,在產(chǎn)品壽命周期的各個階段都可回收再生。一般來說,用于 再生的廢銅中新廢銅占一半以上。
實際上所有的廢銅都可以再生。再生工藝很簡單。首先把收集的廢銅進(jìn)行分揀。 沒有受污染的廢銅或成分相同的銅合金,可以回爐熔化后直接利用;被嚴(yán)重污染的 廢銅要進(jìn)一步精煉處理去除雜質(zhì);對于相互混雜的銅合金廢料,則需熔化后進(jìn)行成 分調(diào)整。通過這樣的再生處理,銅的物理和化學(xué)性質(zhì)不受損害,使它得到完全的更 新。
由于廢銅可以再生,從而有較高的價值。例如,清潔的1級廢銅的價格可以達(dá)到 新精煉銅價格的90%以上;黃銅新廢料的價格也可達(dá)到相應(yīng)黃銅價格的80%以上。 對于銅制品廠,由于能夠收回生產(chǎn)過程中銅廢料的價值,可使成本顯著降低。
某些國家對銅的需求在很大程度上要依靠再生銅來滿足國內(nèi)需要。例如,美國 的銅消費量居世界首位,在1976到1996年的20年間,由廢銅再生提供的銅占每年銅 消費量的比例在44%至54.7%。在歐洲,銅礦資源缺乏,除大量進(jìn)口銅精礦外,還 要依賴廢銅作重要補(bǔ)充。據(jù)統(tǒng)計,1997年再生銅占總原料的42.6%。其中廢銅直接 利用的為22.4%,經(jīng)再次精煉的為20.2%。
從礦石開采到生產(chǎn)出精銅,需要經(jīng)歷許多耗能的生產(chǎn)過程,能量消費大。用廢 銅回收生產(chǎn)銅,不但經(jīng)濟(jì)而且節(jié)能,與原生銅的生產(chǎn)相比可以節(jié)能80-90%。銅的再 生利用不但可以有效地利用自然資源,而且有利于環(huán)境保護(hù)。影響銅再生利用的因 素很多,主要有:廢物收集系統(tǒng)的效率、技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素、產(chǎn)品設(shè)計、社會價值以及 政府的重視程度等等。對材料的合理設(shè)計、使用、再生和廢棄,是保持社會可持續(xù) 發(fā)展的重要內(nèi)容。
3.銅與環(huán)境
銅以多種形式天然地存在于環(huán)境中。在地殼上層10公里范圍內(nèi),平均含有約 0.0033%的銅。人類和動、植物等生命在這種存在銅的自然環(huán)境中進(jìn)化,結(jié)果在 大多數(shù)生物體內(nèi)建立了利用銅的機(jī)制。不但人體健康,而且動、植物的生長都離 不開銅。
當(dāng)前,在銅和銅基產(chǎn)品的冶煉、加工和應(yīng)用中,業(yè)已采用了許多工藝和技術(shù), 例如,濕法冶金提取銅,火法冶金中回收SO2制酸等等,可以減少甚至在某些情 況下完全消除對環(huán)境的不良影響。仔細(xì)地規(guī)劃和選用最佳或者適用的技術(shù)、工藝 和實踐,再加上恰當(dāng)?shù)墓芾?,將有益于環(huán)境的維護(hù)。
人類的活動也把銅引入環(huán)境中,這是由于銅工業(yè)的冶煉和加工,以及銅產(chǎn)品 的應(yīng)用、損耗和廢棄所造成的。銅可以完全回收利用的特點,大大地減少了它可 能產(chǎn)生的不良影響。
銅與環(huán)境的相互作用是復(fù)雜的。然而,研究結(jié)果表明,進(jìn)入環(huán)境中的銅,大 部分是穩(wěn)定的,或者很快變成穩(wěn)定的。它們以不危害環(huán)境的形式存在。事實上, 與某些人造物質(zhì)不同,銅不會在體內(nèi)增殖,也不會在食物鏈中出現(xiàn)生物上的聚積。
科學(xué)家們已制定出一種稱為"危險評估"的方法,用以確定一種元素或化學(xué) 制品在環(huán)境中存在多少數(shù)量,而不造成危險。生物利用度的高低,是指對于某種 元素或化學(xué)制品,機(jī)體能夠攝入而加以吸收或利用的數(shù)量。測定這個量是進(jìn)行危 險評估的關(guān)鍵。在存有生物可利用銅的地方,生物體能夠滿足對于銅的基本需求, 并把多余的量排出來。如果生物可利用銅量過高,而對環(huán)境造成危害時,社會就 應(yīng)對其危險程度作出評估,做好準(zhǔn)備,控制危險,并采取適當(dāng)?shù)拇胧?
研究業(yè)已表明,從整體上看,我們的環(huán)境更可能遭受的是缺銅之患,而不是 過量銅的危險。土壤缺銅是全球食品生產(chǎn)的一個主要問題。特別是近年來,在農(nóng) 業(yè)上采取了強(qiáng)化生產(chǎn)技術(shù),過量地消耗了土壤中的有效銅,如果得不到及時補(bǔ)充, 不但使原來的貧銅現(xiàn)象惡化,而且使原本可以充分供應(yīng)銅的土壤也變成貧銅土壤。 在許多地區(qū),還必須在喂養(yǎng)牲畜的飼料中補(bǔ)充銅,用以解決缺銅帶來的危害。
4.銅與可持續(xù)發(fā)展
人類今天如何開發(fā)利用它的資源,同時又要保證明天的需要不受危害, 這是保持社會可持續(xù)發(fā)展的一個重要問題。銅和銅合金在人們多姿多彩的 生活中有著廣泛的應(yīng)用。它的生產(chǎn)和應(yīng)用能夠連續(xù)不斷地進(jìn)行下去,對社 會發(fā)展十分重要。
銅對于發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展壯大起重要作用。采礦、 加工、再生,并生產(chǎn)出大量產(chǎn)品,不但創(chuàng)造了財富,而且提供了就業(yè)機(jī)會。 這些活動為建設(shè)一個國家的基礎(chǔ)設(shè)施,以及創(chuàng)造貿(mào)易和投資機(jī)遇,做出了 貢獻(xiàn)。對于欠發(fā)達(dá)國家,為了提高生活水平,這是特別重要的。
銅以各種形式和不同的濃度分布在地殼和海洋中,形成了銅的整個資 源基礎(chǔ)。在當(dāng)前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下,一般只有當(dāng)銅礦床的含銅量超過0.5% 時才有開采價值。這個含量會隨著銅礦的處理方法和銅的提取技術(shù)的改進(jìn) 而降低。經(jīng)常有關(guān)于某個金屬"世界儲量"的資料。儲量指的是在所測定 的當(dāng)時,能夠經(jīng)濟(jì)地提取這種材料的數(shù)量。改進(jìn)提取技術(shù)和工藝,新的勘 探發(fā)現(xiàn),貧化以及經(jīng)濟(jì)條件的變化,都會引起儲量水平發(fā)生變化。例如, 世界銅的儲量在1950年時為9000萬噸,到1970和1998年時則分別躍升到 2.8億噸和3.4億噸。
銅的優(yōu)良再生利用特性使它成為一種可以反復(fù)利用的資源。據(jù)估計, 從古至今已開采出約3.5億噸銅,其中絕大部分仍在不斷地反復(fù)使用。在銅 的消費中再生銅約占40%。銅基產(chǎn)品的使用壽命有很大差異,用于電子設(shè) 備短到只有幾年;在建筑上應(yīng)用則可以長達(dá)超過100年。假設(shè)大多數(shù)產(chǎn)品的 #XXX#均壽命是30年,銅的真實回收率則為85%。
總之,通過發(fā)現(xiàn)新礦床、技術(shù)進(jìn)步、改進(jìn)設(shè)計以及銅的再生利用等措 施,可以不斷地滿足社會持續(xù)發(fā)展對銅的需求。此外,各種材料之間的競 爭以及供、需原則都會影響材料的經(jīng)濟(jì)和有效的使用。銅必將對今后社會的發(fā)展不斷做出貢獻(xiàn)。
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