德國(guó)是一個(gè)工業(yè)生產(chǎn)國(guó)，社會(huì)繁榮在很大程度上取決于鉻、鎳、銅和鈷等金屬原材料的供應(yīng)。然而，隨著全球?qū)υ�材料需求量的增加，這些金屬正變得越來(lái)越稀缺。當(dāng)前礦產(chǎn)資源的短缺現(xiàn)象愈發(fā)凸顯，這讓回收稀缺原料成為金屬原材料稀缺的解決之道。

為改善工業(yè)對(duì)原材料的獲取方式，弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所和Cronimet Ferroleg公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)了一種基于激光傳感器技術(shù)的金屬?gòu)U料分揀工藝，研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的新型傳感器使金屬原材料的回收效率比以前提高了數(shù)倍。

更好的平衡，生態(tài)和經(jīng)濟(jì)

回收不能再使用的廢舊金屬，如管道、金屬板、工具、舊電纜、電氣和電子廢料以及家庭或拆遷中的舊零件熔化，然后按金屬或合金分類(lèi)，就能在幾乎不損失質(zhì)量的情況下重新使用。

一旦使用金屬回收的新方法，將使成本昂貴、技術(shù)復(fù)雜，甚至有危險(xiǎn)性的礦產(chǎn)開(kāi)采變得不再緊迫，也無(wú)需額外承擔(dān)運(yùn)輸原材料的費(fèi)用。由于廢舊金屬材料的本身價(jià)值很高，使用這種回收工藝既可以收回成本又能比采礦產(chǎn)生更少的二氧化碳。

■基于激光的傳感器技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了未來(lái)金屬的回收利用（來(lái)源：德國(guó)卡爾斯魯厄Cronimet Ferroleg公司）

但有一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題就是金屬?gòu)U料的價(jià)格、可用性及其回收率取決于許多相互依賴的因素，比如采礦市場(chǎng)的價(jià)格波動(dòng)、產(chǎn)品的生命周期及其回收率、加工過(guò)程中的損失、技術(shù)上的可回收性和相關(guān)合金的價(jià)值。

另外，全球市場(chǎng)也存在著不可預(yù)測(cè)的波動(dòng)，如果采礦得到金屬的成本上升，對(duì)應(yīng)的金屬?gòu)U品的供應(yīng)量就會(huì)下降，反之亦然。這些不確定因素都會(huì)給企業(yè)帶來(lái)高風(fēng)險(xiǎn)。

激光技術(shù)帶來(lái)大變革

弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所與德國(guó)卡爾斯魯厄的Cronimet Ferroleg公司共同開(kāi)發(fā)了一種基于激光的新型分揀工藝。它是作為德國(guó)聯(lián)邦教育和研究部（BMBF）資助的PLUS項(xiàng)目的一部分而開(kāi)發(fā)，能使金屬?gòu)U料中合金的檢測(cè)和分揀速度更快、準(zhǔn)確性更高。

2020年，該試驗(yàn)工廠在卡爾斯魯厄的Cronimet Ferroleg公司基地投入運(yùn)行，并取得了顯著成績(jī)。在這項(xiàng)激光回收金屬的獨(dú)特設(shè)計(jì)中，還可適用于加工高速鋼（HSS）。高速鋼刀具中含有鈷等寶貴的合金元素，在任何一家五金店都能找到，比如在鉆頭或銑頭上。

目前常見(jiàn)的工藝，僅能對(duì)少數(shù)合金做費(fèi)力的手工檢測(cè)。用于PLUS項(xiàng)目的激光誘導(dǎo)擊穿光譜（LIBS）技術(shù)，此前經(jīng)過(guò)了弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所的開(kāi)發(fā)再升級(jí)。這種技術(shù)能從很小的廢舊零件中識(shí)別出20多種特殊合金，而且整個(gè)識(shí)別過(guò)程自動(dòng)、快速且無(wú)需人工接觸。這項(xiàng)技術(shù)能在很短時(shí)間內(nèi)處理更多的廢品，達(dá)到更高的等級(jí)純度。

■在BMBF PLUS項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的基于激光的分類(lèi)過(guò)程中，可以從金屬?gòu)U料中有效回收有價(jià)值的合金

歐洲的未來(lái)技術(shù)

作為2020年歐盟啟動(dòng)的REVaMP項(xiàng)目的一部分，弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所積極致力于向歐洲各國(guó)分享其在材料分析領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)。該項(xiàng)目計(jì)劃持續(xù)三年半，由來(lái)自西班牙、波蘭和德國(guó)等國(guó)的公司和研究機(jī)構(gòu)組成的國(guó)際聯(lián)盟提供支持。

研究所負(fù)責(zé)材料分析的專家Fricke-Begemann博士說(shuō)：“我們的目標(biāo)是將匯集到的專業(yè)知識(shí)整合進(jìn)PLUS項(xiàng)目，無(wú)論涉及哪種合金。我們希望設(shè)計(jì)的傳感器能很好地集成到當(dāng)前的工業(yè)設(shè)備中，從而提高回收流程的效率。”

要回收的合金的成分和性能是什么？交貨的材料中含有多少鉛？材料什么時(shí)候開(kāi)始熔化，需要添加多少能量？這些問(wèn)題都是REVaMP項(xiàng)目的研究重點(diǎn)，這也將在未來(lái)得到更準(zhǔn)確的答案。如果成功，這種金屬回收技術(shù)勢(shì)必會(huì)幫助歐洲擺脫對(duì)全球原材料市場(chǎng)的過(guò)度依賴，整體提高歐洲企業(yè)在稀缺金屬資源上的利用效率。