宋宇軒，孫夢(mèng)圓，吳少林，王輝，樓紫陽(yáng)，沈亦龍

（1.上海交通大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，上海 200240；2.上海市固體廢物處理與資源化工程研究中心，上海 200240；3.上海電力大學(xué)環(huán)境化學(xué)與工程學(xué)院，上海 201306；4.上海市固體廢物與化學(xué)品管理技術(shù)中心，上海 200235）

三元催化劑是處理汽車尾氣排放的核心零部件，其作用主要是通過(guò)催化劑中的鉑、鈀、銠加速汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排出的有害氣體中CO、碳?xì)浠衔锖蚇Ox等氧化還原反應(yīng)，從而形成對(duì)人體無(wú)害的氣體排出。三元催化劑的催化活性成分主要為鉑族金屬， 因此在汽車報(bào)廢后， 拆解下來(lái)的廢三元催化劑可用于提煉鉑族金屬，具有巨大的回收與資源化價(jià)值；同時(shí)廢三元催化劑也因含有重金屬、有機(jī)污染物、石棉纖維氈等，而具有潛在環(huán)境危害性，已被列入《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》（2021年版）。 因此對(duì)三元催化劑的回收與資源化必須由具有危險(xiǎn)廢物經(jīng)營(yíng)許可資質(zhì)的企業(yè)開(kāi)展。

2021年，全國(guó)汽車保有量達(dá)3.02 億輛[1]，其中約有70%的汽車安裝有尾氣凈化催化處理裝置。然而，根據(jù)中國(guó)再生資源回收利用行業(yè)協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在2020年全國(guó)報(bào)廢回收的206.6 萬(wàn)輛汽車中，原應(yīng)包含三元催化器約144.6 萬(wàn)個(gè)， 但在實(shí)際的回收過(guò)程中，卻遠(yuǎn)低于統(tǒng)計(jì)值。這表明眾多廢三元催化劑在進(jìn)入報(bào)廢企業(yè)前已流入非法處理渠道。 這部分廢三元催化劑經(jīng)由非法黑作坊以高污染的方式進(jìn)行回收提煉， 產(chǎn)生的高濃度廢水直排入河流或其他環(huán)境介質(zhì)中，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。為應(yīng)對(duì)嚴(yán)峻的資源和環(huán)境問(wèn)題， 必須深入調(diào)研汽車廢三元催化劑的回收過(guò)程， 探究汽車廢三元催化劑流失原因， 找到解決辦法。 本文擬針對(duì)上海市汽車廢三元催化劑的回收特征進(jìn)行分析， 旨在提出解決廢三元催化劑回收困難問(wèn)題的對(duì)策建議。

1 我國(guó)廢三元催化劑主要特征

1.1 我國(guó)廢三元催化劑回收管理政策

汽車廢三元催化劑因含有鉑族金屬， 回收價(jià)值高，但也因含有重金屬、有機(jī)污染物、石棉纖維氈等，被列為危險(xiǎn)廢物。 我國(guó)報(bào)廢汽車管理工作與廢三元催化劑回收工作起步較晚， 各類法律法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)仍在完善中。 2001年6 月16 日，國(guó)務(wù)院印發(fā)了《報(bào)廢汽車回收管理辦法》， 對(duì)報(bào)廢汽車回收活動(dòng)進(jìn)行規(guī)范；2012年印發(fā)了《機(jī)動(dòng)車強(qiáng)制報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定》，明確了各類機(jī)動(dòng)車報(bào)廢的標(biāo)準(zhǔn)， 要求我國(guó)的機(jī)動(dòng)車報(bào)廢及回收應(yīng)主要由具有資質(zhì)的企業(yè)開(kāi)展。 但在廢三元催化劑回收問(wèn)題上，在2016年之前都未進(jìn)行過(guò)特別管理，彼時(shí)大多數(shù)廢三元催化劑由國(guó)外企業(yè)回收，造成了資源外流。 2016年，《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》修訂，將廢三元催化劑列入管理，代碼為900-049-50，歸屬HW50 廢催化劑類。 自此，廢三元催化劑的回收必須由具有危險(xiǎn)廢物經(jīng)營(yíng)許可資質(zhì)的企業(yè)開(kāi)展。 然而目前，我國(guó)還沒(méi)有建立專門的催化劑行業(yè)協(xié)會(huì)，廢三元催化劑的回收管理工作屬于危險(xiǎn)廢物環(huán)境污染防治工作范疇，主要由生態(tài)環(huán)境部實(shí)行統(tǒng)一的監(jiān)督管理，各級(jí)地方環(huán)保主管部門對(duì)本行政轄區(qū)內(nèi)的相關(guān)工作實(shí)施具體的監(jiān)督管理。

1.2 廢三元催化回收技術(shù)特征

廢三元催化劑回收主要包括報(bào)廢汽車拆解、廢三元催化劑收集、鉑族金屬回收3 個(gè)環(huán)節(jié)。報(bào)廢汽車拆解通常由合規(guī)的拆解企業(yè)承擔(dān)， 在經(jīng)過(guò)系統(tǒng)性的拆解后， 拆解下來(lái)的廢三元催化器被統(tǒng)一運(yùn)送到具有資質(zhì)的廢三元催化劑處理企業(yè)處理。 處理企業(yè)對(duì)送到的三元催化器進(jìn)行進(jìn)一步破碎并回收提煉其中含有的鉑族金屬，以實(shí)現(xiàn)最終的資源化利用。

回收破碎后三元催化劑粉末中的鉑族金屬有濕法、火法兩種工藝，目前使用的主流回收技術(shù)包括火法中的熔煉富集法，濕法中的加壓高溫氰化法、活性組分溶解法等。

1）熔煉富集法是利用鉑族金屬在高溫下易與鉛、鐵、銅等金屬形成合金，并通過(guò)分離爐渣實(shí)現(xiàn)鉑族金屬的回收。 其本質(zhì)是將鉛、鐵、銅等金屬或銅鎳硫化物作為捕集劑， 在高溫熔融狀態(tài)下將廢催化劑中鉑族金屬富集到捕集劑中形成合金或锍， 同時(shí)加入熔劑與廢催化劑中載體生成爐渣， 再用浸出工藝等將鉑族金屬與捕集劑分開(kāi)并進(jìn)一步提純。 Morcali 等[2]用硫化亞鐵為捕集劑， 在950 ℃熔煉75 min， 得到Pt、Pd 和Rh 的回收率分別高達(dá)99%、99%和97%。由于本法處理規(guī)模大、 物料適應(yīng)性強(qiáng)、 工藝流程簡(jiǎn)單， 是當(dāng)前提取廢三元催化劑中有價(jià)金屬的主流技術(shù)，具有很高的工業(yè)生產(chǎn)潛力。

2）加壓高溫氰化法是在高溫加壓條件下直接從廢催化劑中選擇性浸出鉑族金屬的方法。 該方法需加入氰化鈉與廢催化劑共同反應(yīng)，從而得到鉑族金屬的氰配離子。 根據(jù)黃昆等[3]的研究，在w（NaOH）=10%， t=160 ℃的條件下反應(yīng)2 h， 鉑族金屬Pt、Pd、Rh 的回收率分別可達(dá)到96%、98%、92%。 采用該方法回收鉑族金屬，選擇性高，工藝流程簡(jiǎn)單，成本低，但因會(huì)使用到大量劇毒的氰化物，操作危險(xiǎn)，必須使用特殊設(shè)備。 該法主要適用于中小規(guī)模的三元催化劑回收處理，大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用難度較高。

3）活性成分溶解法是使用含有強(qiáng)氧化劑的溶液使廢催化劑中的鉑族金屬溶解到溶液中， 之后再進(jìn)一步從溶液中回收鉑族金屬。 根據(jù)李耀威等[4]的研究，利用HCl-H2SO4-NaClO3，在95 ℃下反應(yīng)2 h，可以得到鉑族金屬Pt、Pd、Rh 的最佳浸出率分別為99%、97%、85%。該方法具有成本低、易操作、設(shè)備投入小的優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是工藝會(huì)消耗大量酸液、堿液或氧化劑，處理不當(dāng)易對(duì)環(huán)境造成二次污染。該法主要適用于中小型規(guī)模的廢三元催化劑回收， 是國(guó)內(nèi)中小企業(yè)回收鉑族金屬的主要工藝方法。

2 上海市廢三元催化劑基本特征

2.1 上海市廢三元催化劑回收潛能

截至2021年底，上海市注冊(cè)機(jī)動(dòng)車保有量（含“滬C”牌照機(jī)動(dòng)車）494.2 萬(wàn)輛，較上年增長(zhǎng)5.4%。其中，汽車保有量474.3 萬(wàn)輛，較上年增長(zhǎng)5.7%。 全市注冊(cè)機(jī)動(dòng)車擁有率為199 輛/千人， 同比增長(zhǎng)5.3%。 單位面積機(jī)動(dòng)車保有率為779 輛/km2，較上年增長(zhǎng)5.4%[5]，見(jiàn)圖1。 除本地車輛外，上海同時(shí)還有大量的外地牌照汽車。在現(xiàn)行排放標(biāo)準(zhǔn)下，絕大多數(shù)汽車帶有三元催化劑作為尾氣處理裝置， 因此全市潛在的廢三元催化劑回收市場(chǎng)龐大。 但實(shí)際通過(guò)正規(guī)報(bào)廢渠道回收的汽車尾氣三元催化劑只占一小部分，大部分流入了非法的回收處理渠道。

圖1 近5年上海市機(jī)動(dòng)車、小客車、私人小客車保有量[5]

以上海市某正規(guī)回收企業(yè)為例， 其每年收到的社會(huì)報(bào)廢車輛中缺少三元催化劑的車輛占比很高，見(jiàn)圖2。 為應(yīng)對(duì)廢催化劑流失問(wèn)題，該公司建立了一套入場(chǎng)檢驗(yàn)方法，將廢三元催化劑列為必檢項(xiàng)，并將其與報(bào)廢汽車回收?qǐng)?bào)價(jià)相關(guān)聯(lián)。 這一措施讓回收情況略有好轉(zhuǎn)， 但收到缺失三元催化劑的社會(huì)源車輛比例依舊保持在相對(duì)高位。

圖2 上海市某企業(yè)2015—2021年社會(huì)源報(bào)廢車輛中三元催化劑流失情況

據(jù)統(tǒng)計(jì)， 流入非法渠道的廢三元催化器有兩個(gè)主要去向：一是違規(guī)重復(fù)使用。這是由于新的三元催化器價(jià)格較貴， 部分機(jī)動(dòng)車維修機(jī)構(gòu)會(huì)收集廢舊的三元催化器經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單清洗或涂層后以舊充新重復(fù)使用。 然而翻新的三元催化劑凈化效率大多只會(huì)短期合格，時(shí)間稍長(zhǎng)就無(wú)法達(dá)到環(huán)保要求，造成排放再次超標(biāo)，對(duì)環(huán)境造成危害。二是部分企業(yè)和個(gè)人受利益驅(qū)使， 從車主手中直接購(gòu)置待淘汰報(bào)廢車輛的三元催化器， 私自使用有毒有害的化學(xué)藥劑浸泡催化劑涂層以提取其中的貴金屬。 這些非法加工場(chǎng)所多數(shù)無(wú)配套的污染防治設(shè)施， 冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的廢液和廢渣直接排放，嚴(yán)重污染土壤及水體。

2.2 回收困難問(wèn)題剖析

根據(jù)現(xiàn)有三元催化劑的轉(zhuǎn)移聯(lián)單統(tǒng)計(jì)結(jié)果，結(jié)合本項(xiàng)目對(duì)上海市汽車拆解企業(yè)以及尾氣催化劑處理企業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研， 上海市報(bào)廢汽車三元催化劑在源頭、回收以及處置環(huán)節(jié)都存在流失的現(xiàn)象。主要存在的問(wèn)題包括管理規(guī)定不嚴(yán)、監(jiān)管力量缺失、報(bào)廢信息不對(duì)稱三方面。

1）管理規(guī)定不嚴(yán)。按照上海市商委現(xiàn)有的規(guī)定，汽車在報(bào)廢時(shí)若無(wú)三元催化劑， 車主按照要求寫明相關(guān)情況、說(shuō)明缺失原因，即可進(jìn)行報(bào)廢。 該規(guī)定的出發(fā)點(diǎn)是確保部分因事故或意外導(dǎo)致三元催化劑缺失的汽車能正常進(jìn)行報(bào)廢， 但也助長(zhǎng)了不法分子私拆三元催化劑的膽量。 雖然規(guī)定要求報(bào)廢人需附上相關(guān)材料，對(duì)缺失的三元催化劑的去路負(fù)責(zé)，但由于三元催化劑的非法流通途徑隱蔽而難以監(jiān)管， 在巨大的利益面前， 不法汽車報(bào)廢中介與車主甘愿鋌而走險(xiǎn)。

2）監(jiān)管力量缺失。 我國(guó)廢三元催化劑的流通回收過(guò)程缺少相應(yīng)的監(jiān)管力量， 尤其是對(duì)中小型汽修企業(yè)及部分報(bào)廢汽車拆解企業(yè)的監(jiān)管缺位。 許多此類企業(yè)借機(jī)逃避履行相應(yīng)義務(wù)， 未將廢三元催化劑送到有資質(zhì)的企業(yè)進(jìn)行處理， 導(dǎo)致許多三元催化劑流入地下工廠與黑作坊。

3）報(bào)廢信息不對(duì)稱。 多數(shù)報(bào)廢汽車拆解公司面向個(gè)人車主提供汽車報(bào)廢服務(wù)，但由于信息不對(duì)稱，絕大多數(shù)車主都是通過(guò)中介將車送去報(bào)廢。 這導(dǎo)致多數(shù)社會(huì)源報(bào)廢汽車有更高的概率在流轉(zhuǎn)過(guò)程中被私自拆卸掉三元催化劑。 相比于經(jīng)由中介批量送往企業(yè)報(bào)廢的社會(huì)源汽車， 個(gè)人車主直接送往汽車報(bào)廢拆解企業(yè)的汽車少有遺失三元催化劑的情況。 這表明中介是導(dǎo)致廢三元催化劑流失的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。

3 廢三元催化劑回收問(wèn)題的對(duì)策建議

1）嚴(yán)格報(bào)廢立法，加強(qiáng)政策約束。要想治理當(dāng)前三元催化劑回收處理過(guò)程的亂象， 須在立法上更為嚴(yán)格，抬高汽車報(bào)廢門檻，不給非法分子利用法律的漏洞的機(jī)會(huì)。在具體管理上，建議將三元催化劑按照汽車五大總成的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行管理， 對(duì)報(bào)廢汽車的三元催化劑進(jìn)行專門的造冊(cè)登記， 若汽車無(wú)三元催化劑則不可進(jìn)行報(bào)廢， 避免其流入非法的處理渠道。 同時(shí)，還需加強(qiáng)對(duì)處理三元催化劑的地下工廠、黑作坊的打擊力度，阻斷三元催化劑的非法流通渠道。

2）構(gòu)建公示平臺(tái)，暢通信息渠道。 目前，汽車報(bào)廢主要由有資質(zhì)的汽車拆解企業(yè)進(jìn)行，多數(shù)汽車拆解企業(yè)直接面向車主個(gè)人提供汽車報(bào)廢服務(wù)，但是由于信息不夠流通、 對(duì)汽車報(bào)廢流程與所需材料不熟悉， 多數(shù)車主在需要進(jìn)行汽車報(bào)廢時(shí)都是通過(guò)中介來(lái)完成的， 這樣直接催生了經(jīng)由汽車報(bào)廢中介的有組織、規(guī)模化、私拆三元催化劑的行為。因此，建議環(huán)保局、車管所等部門依托交管平臺(tái)、部門官網(wǎng)做專門的汽車報(bào)廢信息專欄，將流程、廠商、材料的信息匯總在專欄內(nèi)，供車主進(jìn)行查閱，以消除汽車報(bào)廢過(guò)程信息不對(duì)稱的情況。車主可依據(jù)公示信息，直接從報(bào)廢廠商處獲得更高的汽車回收價(jià)格， 從而一定程度上減少經(jīng)中介之手的報(bào)廢汽車， 避免三元催化劑非法流失。

3）明確管理內(nèi)容，完成信息耦合。環(huán)保部門應(yīng)要求汽修拆解企業(yè)認(rèn)真準(zhǔn)確地記錄臺(tái)賬，將廢機(jī)油、廢電池、廢三元催化劑與報(bào)廢車輛的管理耦合，并將此信息在臺(tái)賬中詳細(xì)記錄，做到一車一單、單單明晰。危險(xiǎn)廢物管理臺(tái)賬可參照《危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生單位管理計(jì)劃制定指南》中《危險(xiǎn)廢物貯存環(huán)節(jié)記錄表》格式填寫，按順序裝訂成冊(cè)后使用。每種危險(xiǎn)廢物每年填寫一本臺(tái)賬，且必須手工填寫，打印無(wú)效。 臺(tái)賬使用完畢后，由產(chǎn)生單位保存至少5 a。

上海市車輛的拆解信息會(huì)上傳至現(xiàn)有的拆解平臺(tái)，但平臺(tái)分類不細(xì)致，信息也不夠詳細(xì)，只有最基礎(chǔ)的數(shù)字，如拆車數(shù)輛、五大總成缺失數(shù)等。 環(huán)保部門獲得的數(shù)據(jù)就是企業(yè)上報(bào)的數(shù)據(jù)， 并不能完全掌握真實(shí)信息。 故管理部門應(yīng)充分整合車管所報(bào)廢車輛的數(shù)據(jù)信息和保險(xiǎn)公司對(duì)事故車三元催化劑的回收信息。 另外， 汽修行業(yè)管理部門應(yīng)與保險(xiǎn)公司協(xié)作，完善保險(xiǎn)條款，要求保險(xiǎn)公司帶走汽車零部件時(shí)進(jìn)行認(rèn)證和記錄，避免保險(xiǎn)公司受利益所驅(qū)。

4）驅(qū)動(dòng)循環(huán)過(guò)程，明確流動(dòng)去向。我國(guó)可以對(duì)三元催化劑進(jìn)行再制造的企業(yè)也較少， 且大部分三元催化劑回收并不直接面向再制造的企業(yè)， 循環(huán)過(guò)程中存在大量流失問(wèn)題。對(duì)比之下，部分專項(xiàng)針對(duì)廢機(jī)油、 變速箱及廢電池等的再制造的會(huì)員單位在工作上取得了較好成效，因此，車管所與環(huán)保部門可借鑒廢機(jī)油、 變速箱及廢電池的管理辦法管理三元催化劑，從源頭上控制三元催化劑的流失，并對(duì)后繼委托處理企業(yè)進(jìn)行了解，追溯三元催化劑的最終去向，引導(dǎo)其進(jìn)入循環(huán)利用的流程中。

5）提升行業(yè)協(xié)會(huì)監(jiān)管力度，打擊倒賣行為。汽修行業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)于拆卸的三元催化劑的管理并不規(guī)范。根據(jù)對(duì)部分企業(yè)調(diào)研情況的掌握， 有處理資質(zhì)的企業(yè)收到的來(lái)自汽修廠的汽車零件較少， 汽修廠中更換下來(lái)的三元催化劑等危險(xiǎn)廢物多數(shù)流入了其他非正規(guī)渠道。 在汽修行業(yè)協(xié)會(huì)已有相應(yīng)的系統(tǒng)對(duì)汽修廠中更換下來(lái)的各種汽車零件進(jìn)行記錄的情況下，仍然發(fā)生廢三元催化劑非法流失的情況， 表明汽修行業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)于汽修企業(yè)的監(jiān)督存在疏漏。 這種管理疏漏對(duì)于汽車危險(xiǎn)廢物的管理管控極為不利。因此，建議汽修行業(yè)協(xié)會(huì)借助已有登記系統(tǒng)， 加強(qiáng)對(duì)汽修企業(yè)廢汽車零件的去向監(jiān)管， 防止其中的三元催化劑等危險(xiǎn)廢物被非法倒賣， 督促汽修企業(yè)通過(guò)合法合規(guī)的渠道對(duì)廢棄汽車零件進(jìn)行處理。