摘要：经济的发展带来了工业废料增多的问题， 如果不对这些废料进行合理的回收和利用， 不仅不利于降低工业生产的成本， 而且容易引发生态环境污染方面的问题。从工业废料回收的方法来看， 除了传统的物理方法外， 化学方法在当下也得到了很好的应用， 并且具有了越发广阔的前景。主要就工业废料回收中的化学应用做出分析， 主要介绍了几种常规的化学回收工业废料的方法， 并对这些方法的适用情况和优劣势进行阐述， 希望能给广大生产企业提供参考和借鉴。
关键词：工业废料； 回收； 湿法冶金； 电化学沉积； 热裂解； 焚烧；
1、引言
工业生产的扩大和不断升级， 给人们工作和生活带来便利的同时， 工业废料的随意丢弃和处理也带来了一系列的环境问题。比如， 市场产品种类的增多和人们对物质生活的不断追求， 提高了产品更新换代的速度， 这在促进消费市场升级和产业发展的同时， 也给社会带来了越来越多的工业废料。就工业固体废物这一项来看， 其存在数量庞大、种类繁多和处理困难的特征， 据资料统计， 截至2015年， 我国工业固体废物的产生量高达33亿吨， 其中能够实现回收利用的不到总量的50%, 其余部分要么予以储存， 要么予以丢弃处理。所以， 实现工业废料的有效回收和利用， 减少工业废料的数量， 或者对其进行环保处理成为摆在了人们面前的难题。特别是一些日常用品和电子产品， 市场淘汰速度很快， 因此如何解决工业废料的回收问题， 达到变废为宝的目的， 成为了社会广泛关注的焦点。
从工业废料的种类来看， 虽然种类繁多， 难以进行统一的分类， 但是从回收处理的方法来看， 其主要分为以下4个大类： （1） 不含油脂的橡胶塑料金属混合物， 比如废旧塑料产品、玩具、电线、生活用品等； （2） 含油脂的橡胶塑料金属混合物， 比如电动机、水泵、滑轮、电缆等； （3） 电子产品， 比如电话、电路板、集成器、电脑等； （4） 废弃液体， 比如机油、工业废水、废酸、废碱等。上述工业废料具有腐蚀性、易燃性和毒性的特征， 不仅会直接危及到人们的身体健康， 而且随意丢弃和排放会对环境构成污染。但是这些工业废料并未一无是处， 如果能够进行有效的回收， 重新对其进行萃取和提炼， 往往能够节省工业生产的成本， 提高工业生产的效率。
从工业废料回收的方法来看， 其主要分为物理和化学两种方法。物理方法主要包括了粉碎、搅拌、过滤、蒸馏和结晶等， 该方法由来已久， 在废弃液体处理方面依然有很大的体现。相比物理方法而言， 化学方法经过不断的发展， 已经成为了较为精细的工业废料回收方法， 并且在众多领域得到了很好的利用， 有效促进了工业废料的回收和利用。
2、工业废料回收中的化学方法
2.1 湿法冶金
湿法冶金主要利用溶剂和化学反应来对原料中金属物质进行提取和分析， 所以湿法冶金也被称为水法冶金。早在西汉时期， 就有关于湿法冶金用于提取铜的记录， 相对于火法冶金而言， 湿法冶金的出现时间虽早， 但是其一直发展比较缓慢， 直到化学现象和化学原理逐渐得到了科学界的广泛认可后， 湿法冶金才得以成为冶金领域中的一个重要分支， 其虽然利用的是化学反应原理， 但是也与矿物学、金属学和工程学息息相关。具体而言， 湿法冶金就是将工业废料中有用的成分溶解到溶液里， 在对残渣和溶液进行分离后， 一方面对残渣进行回收和利用， 另一方面在溶液中通过离子交换和溶剂萃取的方法来获取化学沉淀， 达到净化液体或提取高价金属的目的。比如， 利用湿法冶金可以对低品位的物料、尾矿进行处理， 有效回收其中的稀贵金属伴生物。当前， 湿法冶金成为了我国重要的基础工业之一， 世界上全部的氧化铝、氧化铀、约74%的锌、近12%的铜都是用湿法冶金的方法生产得来， 特别是在地球资源有限的情况下， 在对工业废料进行回收和利用时， 如何降低资源的消耗， 避免对环境的二次污染， 最终达到资源的可持续开发和工业废料的可循环使用， 成为了经济发展中的重要领域。基于此， 在工业废料的回收过程中， 需要进一步完善湿法冶金的工艺流程， 提高高价金属的回收利用率和矿物资源的综合利用， 在冶金过程中要注重对环境的保护， 实现整个流程的清洁生产。除此之外， 还需要有效开发各种冶金新材料和新型设备， 提高湿法冶金的劳动生产效率， 促进该工艺流程的不断发展和进步。
2.2 电化学沉积法
电化学沉积是指金属或合金从其化合物水溶液、非水溶液或熔盐中电化学沉积的过程， 比如金属电解冶炼、电解精炼、电镀、电铸等， 该过程往往在电解质的条件下实现， 一方面受到电流大小和金属沉淀物的性质影响， 另一方面与电解质的组成成分、温度、pH值等有关。可以说， 电化学沉积是电化学理论和电化学技术得以不断发展的结果， 特别是在电能得以广泛普及的当下， 电化学沉积法在化工领域、能源领域和材料领域方面都得到了广泛的应用。首先， 电化学沉积的实施条件相对简单， 相比热裂解和焚烧而言， 其能够在常温、常压的条件下进行；其次， 电流和电压的大小容易控制， 所需的设备相对简单， 通过电化学沉积法来实现工业废料的回收， 具有可观的经济效益；然后， 无论是气相沉淀还是液相沉淀， 其基本原理都是通过电荷的正负极将工业废料中的物质分布于电源的两极， 充分利用了氧化还原反应的作用， 最终得到有用物质；最后， 电化学沉积不仅可以在工业废水中提取有用物质， 满足工业生产中的原材料或半成品材料的需求， 而且能够通过电化学沉积来降低工业废水中的毒性， 比如氰化物、重金属离子、苯酚等， 因此电化学沉积在水资源净化和餐饮行业都得到了很好的体现， 具有非常广阔的发展前景。但是需要注意的是， 虽然电化学沉积法对环境的污染小， 不需使用大量的试剂和催化剂， 得到的有用物质也比较纯粹， 但是该方法需要消耗大量的电能， 所以不太适用于电力匮乏的地区。另外， 电化学沉积法的前期资金投入较大， 收回成本的周期较长， 生产经营容易受到市场环境的影响， 风险较大。
2.3 热裂解法
相对于焚烧而言， 热裂解法是通过加热、加压或负压来实现化合物的分解和重组的过程， 将大分子的有机物热裂解为小分子的有机物， 比如汽油和柴油等。从传统热裂解法来看， 其需要将工业废料加热到较高的温度， 加热时间长， 能耗高， 生产效益比较有限。在经过不断的研究和开发后， 当下普遍在使用催化剂的情况下， 通过低温、低压或负压来加速热裂解的过程， 极大程度降低了生产成本和工艺要求。以聚酯为例， 其主要是多元醇和多元酸缩聚而得的聚合物， 在食品包装行业得到了大量的使用， 比如使用聚酯来制作食品包装袋、塑料瓶等， 聚酯的大量使用一方面消耗了大量的石油天然气资源， 另一方面因聚酯不容易降解的特性， 给生态环境造成了严重的污染。所以， 如何实现聚酯的循环利用， 达到环保的效果， 成为了社会广泛关注的问题， 随着聚酯行业的不断发展， 我国已经把聚酯的回收利用纳入日程。比如， 通过热裂解法来处理塑料、轮胎、机油等物质时， 将废料、废板材或边角料粉碎后放置于密闭空间中， 通过高温和负压来将这类物质中的大分子有机物裂解为高附加值的燃油、H2、CH4、甲醇、金属物质、炭黑和砂石等， 实现了对塑料和油脂的回收利用， 避免了这些物质对环境构成污染， 还节约了宝贵的石油天然气资源。
2.4 焚烧法
焚烧法主要是指通过高温燃烧的方法来处理一些可燃工业废料， 工业废料在经过高温燃烧和深度氧化后， 可以把大量的有害物质分解为无害物质， 比如灰尘和不可燃物质等， 一方面工业废料在充分燃烧后可以极大程度减少体积和重量， 有效减少了工业废料的堆砌， 还可以通过高温来消除工业废料中附着的细菌和病毒， 减少工业废料对环境和人体构成的危害， 另一方面在工业废料可燃物比例逐渐加重的情况下， 通过对工业废料的焚烧， 可以产生大量的热能， 这部分热能可以用于发电， 有效缓解社会的电力紧张。相对于焚烧工业废料的诸多优点来看， 其依然存在一定的缺陷， 首先， 焚烧发电厂建设中的投入资金较多， 短时间内无法收回成本；然后， 焚烧发电厂对工业废料的燃烧热值有一定的要求， 一般不能低于5000kJ/kg, 这极大程度上限制了可焚烧的范围；最后， 焚烧工业废料， 特别是一些塑料制品， 会产生大量的二恶英， 其具有持续时间长， 毒性强， 危害大， 难治理的特点， 对人体而言具有较高的致癌性， 所以对焚烧发电厂的选址带来了极大的考验。虽然焚烧工业废料具有诸多优点， 但是其实用性和可操性仍待商榷， 对此， 社会上存在诸多争议， 所以需谨慎实施。
3、结束语
综上所述， 工业废料的大量出现势必会对人们的日常生活和生态环境构成威胁， 所以对工业废料的回收和利用成为了工业生产中不可或缺的重要环节， 只有积极应对工业废料所带来的各种问题， 对其进行妥善的处理， 才能变废为宝， 实现工业生产的可持续发展。特别是上文所介绍的几种化学处理方法， 其具有操作简单、成本低廉和方便快捷的特点， 因此在工业废料回收过程中得到了广泛的应用。虽然在工业废料的回收过程中会存在很多的不确定性因素， 比如工业废料的种类、成分、数量和回收成本等， 但是只要对回收的工艺选择和设备选择进行合理的应对， 才能充分拓宽工业废料的回收途径， 提高工业生产的经济效益。另外， 工业废料回收需要把握好资源化和无害化的两个重要原则， 避免对环境造成二次污染， 所以要在工业废料的处理工厂内部建立健全监测措施， 对工业废料处理过程中产生的气体和粉尘进行自动监测， 确保处理后产生的废水、废气和固体废弃物达到国家规定的排放标准， 促进工业废料回收的工业流程得以不断的完善和进步。
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