為(wei) 改善工業(ye) 對原材料的獲取方式，弗勞恩霍夫激光技術研究所和CronimetFerroleg公司聯合開發了一種基於(yu) 激光傳(chuan) 感器技術的金屬廢料分揀工藝。這項工藝將作為(wei) 德國聯邦教育和研究部（BMBF）資助的PLUS項目的一部分，他們(men) 開發的這種新型傳(chuan) 感器使金屬原材料的回收效率比以前提高了許多倍。

先前，弗勞恩霍夫激光技術研究所也參與(yu) 了歐盟REVaMP（金屬製造過程中可變原材料的高效利用設備改造）項目：研究所的專(zhuan) 家從(cong) 2020年1月起分享他們(men) 在材料分析領域的專(zhuan) 業(ye) 知識，為(wei) 保障原材料的資源高效供應做出重要的國際貢獻。

基於(yu) 激光的傳(chuan) 感器技術的發展，促進了未來金屬的回收利用。目標之一：提高公司的資源效率。 （圖片版權：德國卡爾斯魯厄 Cronimet Ferroleg 公司）

德國是一個(ge) 工業(ye) 生產(chan) 國，社會(hui) 繁榮在很大程度上取決(jue) 於(yu) 鉻、鎳、銅和鈷等金屬原材料的供應。然而，隨著全球對這些原材料需求量的增加，這些金屬正變得越來越稀缺。當前礦產(chan) 資源的短缺現象愈發凸顯，這讓回收稀缺原料在控製礦產(chan) 資源短缺方麵起著決(jue) 定性作用，這種回收金屬的做法也已經被德國和歐洲其他國家采納，成為(wei) 其獲取金屬原材料的主要渠道。

更好的平衡——生態和經濟

回收具有一項明顯優(you) 勢：將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，然後按金屬或合金分類，就能在幾乎不損失質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、技術複雜，甚至有危險性的礦產(chan) 開采變得不再必要，也無需運輸開采出的原材料。由於(yu) 廢舊金屬材料的本身價(jia) 值很高，使用這種回收工藝既可以收回成本，又能比采礦產(chan) 生更少的二氧化碳。

但這裏有一個(ge) 關(guan) 鍵問題，就是金屬廢料的價(jia) 格、可用性及其回收率取決(jue) 於(yu) 許多相互依賴的因素，比如采礦市場的價(jia) 格波動、產(chan) 品的生命周期及其回收率、加工過程中的損失、技術上的可回收性和相關(guan) 合金的價(jia) 值。全球市場也存在著不可預測的波動，如果采礦得到金屬的成本上升，對應的金屬廢品的供應量就會(hui) 下降，反之亦然。這些不確定因素都會(hui) 給企業(ye) 帶來高風險。

激光技術帶來大變革

在此背景下，弗勞恩霍夫激光技術研究所與(yu) 德國卡爾斯魯厄的CronimetFerroleg公司共同開發了一種基於(yu) 激光的新型分揀工藝。它是作為(wei) 德國聯邦教育和研究部（BMBF）資助的PLUS項目的一部分而開發的，能使金屬廢料中合金的檢測和分揀速度更快、準確性更高。2020年，該試驗工廠在卡爾斯魯厄的CronimetFerroleg公司基地投入運行，並取得了顯著成績。在這項激光回收金屬的獨特設計中，還可適用於(yu) 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，比如在鑽頭或銑頭上。”CordFrickeBegemann博士說。他在弗勞恩霍夫激光技術研究所負責材料分析，並在博士生FredrikSchreckenberg的協助下領導了PLUS項目。

目前常見的工藝，僅(jin) 能對少數合金做費力的手工檢測。用於(yu) PLUS項目的激光誘導擊穿光譜（LIBS）技術，此前經過了弗勞恩霍夫激光技術研究所的開發再升級。這種技術能從(cong) 很小的廢舊零件中識別出20多種特殊合金，而且整個(ge) 識別過程自動、快速且無需人工接觸。Fricke-Begemann博士表示：“它讓我們(men) 在很短時間內(nei) 處理更多的廢品，並達到更高的等級純度。通過這種工藝，我們(men) 就在技術研發和工業(ye) 應用之間搭建了一座重要的橋梁。”

歐洲的未來技術

作為(wei) 2020年歐盟啟動的REVaMP項目的一部分，弗勞恩霍夫激光技術研究所積極致力於(yu) 向歐洲各國分享其在材料分析領域的專(zhuan) 業(ye) 知識。該項目計劃持續三年半，由來自西班牙、波蘭(lan) 和德國等國的公司和研究機構組成的國際聯盟提供支持。Fricke-Begemann博士說：“我們(men) 的目標是將匯集到的專(zhuan) 業(ye) 知識整合進PLUS項目，無論涉及哪種合金。我們(men) 希望設計的傳(chuan) 感器能很好地集成到當前的工業(ye) 設備中，從(cong) 而提高回收流程的效率。”

要回收的合金的成分和性能是什麽(me) ？交貨的材料中含有多少鉛？材料什麽(me) 時候開始熔化，需要添加多少能量？這些問題都是REVaMP項目的研究重點，這也將在未來得到更準確的答案。如果成功，這種金屬回收技術勢必會(hui) 幫助歐洲擺脫對全球原材料市場的過度依賴，整體(ti) 提高歐洲企業(ye) 在稀缺金屬資源上的利用效率。

在 BMBF PLUS 項目開發的基於(yu) 激光的分類過程中，可以從(cong) 金屬 廢料中有效回收有價(jia) 值的合金。（圖片版權：德國卡爾斯魯厄 Cronimet Ferroleg 公司）

PLUS項目：基於(yu) 激光的特殊合金分揀試驗工廠

PLUS項目的起止時間是2017年1月1日至2020年6月30日，由德國聯邦教育與(yu) 研究部（BMBF）“r＋Impuls——資源效率創新技術——工業(ye) 資源效率的脈搏”資助。

項目合作方：CronimetFerroleg公司、德國弗勞恩霍夫激光技術研究所

REVaMP項目：金屬製造過程中可變原材料的高效利用設備改造

該改造項目的起止時間為(wei) ：2020年1月1日至2023年6月30日，由歐盟“地平線2020計劃”資助。

項目合作夥(huo) 伴：

●德國鋼鐵協會(hui) 下屬的鋼鐵研究中心（BFI），（負責項目協調）

●德國弗勞恩霍夫激光技術研究所

●德國亞(ya) 琛工業(ye) 大學

●波蘭(lan) 國家核研究中心（NCBJ）

●西班牙阿茲(zi) 特蘭(lan) 冶金研究中心

●西班牙Eurecat技術中心，

●西班牙Cartif技術中心

●德國激光分析係統和自動化公司

●波蘭(lan) SYSKON公司

●波蘭(lan) OTJPolon公司

●西班牙GHIHornos工業(ye) 公司

●德國阿塞洛-米塔爾不來梅公司

●西班牙西登諾特種鋼公司

●西班牙Grupal藝術

●西班牙REFIAL鋁業(ye) 公司

●西班牙Exide技術公司