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为解决铜阳极泥（CAS）处理不当带来的环境危害及关键金属可持续供应问题，研究人员开展了 CAS 回收技术的生命周期评估（LCA）研究。结果显示，CBS 技术环境影响最低、金属回收率高，但成本较高。该研究为构建绿色回收体系提供理论支持。
在全球致力于实现碳中和目标的大背景下，金属与低碳能源转换技术的联系愈发紧密。关键金属对于中国清洁能源发展和低碳转型至关重要，然而随着对低碳能源技术需求的不断增长，金属资源的可持续供应面临着巨大挑战。比如，预计硒、碲、铜等 20 种金属的需求将大幅增加。与此同时，铜阳极泥作为铜精炼过程中的重要副产品，含有金、银、硒等多种珍贵金属，却未得到充分利用。传统的处理方法，像火法冶金存在高返渣、设备利用率低和有害烟尘排放等问题；湿法冶金虽然生产周期短、能耗低，但生产结果不稳定；半湿法冶金结合了两者优点，却面临投资成本高和废水处理量大的难题。因此，开发一种高效、环保且经济的铜阳极泥处理技术迫在眉睫。
国内研究人员针对这一现状开展了研究，旨在从环境和经济角度对一种新型回收方法 —— 生物湿法冶金与半湿法冶金结合（CBS）进行定量评估，并与三种传统回收方法进行比较。该研究成果发表在《Environmental Chemistry and Ecotoxicology》上。
研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先是生命周期评估（LCA），这是一种评估产品或材料在整个生命周期内潜在环境影响的工具，研究以 1kg 铜阳极泥为功能单位，全面评估了从原料投入到回收 5 种关键金属（铜（Cu）、碲（Te）、硒（Se）、金（Au）、银（Ag））过程中的环境影响；其次是生命周期成本（LCC）分析，用于评估不同回收技术的成本结构和成本效益 。研究中的数据来源于实地研究、文献资料以及权威数据库，如 Ecoinvent 数据库和 GaBi 数据库。
下面来看看具体的研究结果：
- 技术资源回收率比较：火法冶金在回收金和银方面表现出色，回收率分别达到 99.8% 和 98%，但硒和碲的回收率较低，分别为 27.86% 和 37.3%。湿法冶金回收硒和碲的能力较强，回收率分别为 94.08% 和 76.32%，但金的回收率相对较低，为 93.4%。半湿法冶金在各元素回收上较为均衡，硒的回收率高达 99.39%。CBS 在资源回收方面优势显著，金、银、硒的回收率都较高，分别为 98%、98%、98.6%，铜的回收率为 99.1%，尤其在碲的回收上表现突出，回收率达到 96.2%，明显优于其他三种技术。
- 环境影响分析：
- 气候变化：在四种冶金过程中，火法冶金的 CO?排放量最高，达 9.31kg，主要来自银和铜的回收过程；湿法冶金的 CO?排放量为 5.28kg ；半湿法冶金的排放量为 5.26kg；CBS 的排放量最低，仅为 3.67kg。在所有技术中，电力消耗都是影响气候变化的最大因素，而 CBS 对电力的依赖虽然高，但总碳排放量低，且其使用的一些试剂如亚硫酸钠（Na?SO?）、甲醛和磷酸氢二铵（(NH?)?HPO?）在生物浸出和资源回收中发挥了创新作用。
- 生态毒性分析：湿法冶金对淡水生态毒性和陆地生态毒性的影响最大，分别为 0.40kg 1,4 - 二氯苯（1,4 - DCB）和 48.8kg 1,4 - DCB；火法冶金对海洋生态毒性的影响最大，为 0.20kg 1,4 - DCB；CBS 的生态毒性影响最低。
- 人类健康评估：从对人类健康的影响来看，火法冶金对人类非致癌毒性的影响最高，为 5.09kg 1,4 - DCB；湿法冶金对人类致癌毒性和非致癌毒性的影响分别为 0.27kg 1,4 - DCB 和 4.30kg 1,4 - DCB；半湿法冶金的这两项影响分别为 0.26kg 1,4 - DCB 和 4.07kg 1,4 - DCB；CBS 的影响最低，分别为 0.11kg 1,4 - DCB 和 2.49kg 1,4 - DCB。
- 经济分析：经济分析表明，火法冶金的电力成本最高，为 4.93 元；CBS 的材料成本极高，达 129.88 元，导致其总成本最高，为 132.36 元。湿法冶金的电力成本和材料成本都较低，总成本为 6.03 元；半湿法冶金的总成本为 6.37 元，是较为经济的选择。
- 敏感性分析：敏感性分析发现，在不同技术中，影响环境性能的关键因素各不相同。例如，火法冶金对盐酸较为敏感；湿法冶金对水合肼较为敏感；半湿法冶金和 CBS 对亚硫酸钠较为敏感。而在所有技术中，电力消耗的敏感性相对较低。
综合研究结论和讨论部分，CBS 技术在环境影响方面表现最佳，其温室气体排放、生态毒性和对人类健康的影响都最低，同时在金属回收方面具有较高的效率，尤其在处理铜阳极泥时优势明显。然而，CBS 技术由于使用了昂贵的化学试剂如碘化钾（KI），导致成本较高，限制了其大规模应用。研究还指出，优化化学试剂的使用是降低环境影响和成本的有效策略。未来研究应聚焦于提高 CBS 回收技术的效率和稳定性，通过技术优化和成本控制，推动其大规模应用，这对于构建绿色可持续的关键金属回收体系具有重要意义。
