日本，飞灰资源化已从“无害化处置”转向“高值化提取”，玩起了“提金术”。
近期，一 则新闻在日本固废行业引起热议，日本相模原市南垃圾焚烧厂（处理能力：175吨/天×3），发布新闻称，该厂从2021年至今，连续六年，从垃圾焚烧的炉渣和飞灰中，提取出大量金银铜铂钯等贵金属。
以2025年为例，该厂提取黄金7.39公斤、白银12.5公斤、铂金0.43公斤，收入6143万日元，约合人民币257万元。而在提取量最高的2021年，金和银的提取量，分别达到了15.4公斤和15.8公斤，合计31.2公斤。
日本固废行业对垃圾焚烧的炉渣和飞灰，如何资源化，持续开展了吃干榨净的研究，所以才能真正从炉渣和飞灰中，淘出真金白银。
日本将炉渣和飞灰，细分为七个部分研究
炉渣细分为两种：
烧却灰 (Bottom Ash) - 底灰，指从炉排末端排出的主要固体残留物。
落尘灰 (Riddling Ash) - 炉排漏灰，指通过炉排片缝隙从火格子下方落下的灰。其中落尘灰，还会根据在炉排上的位置，又细分为：
干燥带落尘灰——来自干燥段下方。
燃烧带落尘灰——来自主燃烧段下方。
后燃烧带落尘灰——来自后燃烧段下方。
飞灰则细分为
锅炉灰 (Boiler Ash)、减温塔灰 (Cooling Tower Ash)，以及——集尘灰 / 飞灰 (Fly Ash / Collecting Ash): 由布袋除尘器或静电除尘器捕集的细颗粒物。
落尘灰 (Riddling Ash)（炉排漏渣）富含贵金属最多
日本垃圾焚烧企业JFE株式会社的山本浩等人，在其论文《一般废弃物焚烧过程中有价金属向落尘灰的迁移行为》指出：落尘灰是指炉排式焚烧炉中，火格子上方的垃圾或灰通过火格栅之间的空气喷嘴或缝隙落下至火格子下方的残渣。它的特点是颗粒往往较粗，且富含各类金属，是所有残渣中最具回收价值的“富矿”。
金 (Au): 山本浩论文中指出，落尘灰中Au含量平均为6.6 mg/kg，其中干燥带下方的Au含量可达34 mg/kg。
日本神鋼環境的谷田克义等人在2021年报告《流动床炉における贵金属の回收》中进一步发现，流动床气化熔融炉的“炉底砂”中Au含量可高达1330~6300 mg/kg。
银 (Ag): 山本浩等调查显示，炉排炉落尘灰中Ag含量达41-150 mg/kg。谷田克义等发现，流动床炉底砂中Ag含量极高，可达1650~9120 mg/kg。
铜 (Cu): 山本浩等研究指出，落尘灰中Cu含量极高，以百分比计，A工厂水平式炉的落尘灰中Cu含量高达 12 wt%。
日本首都大学饭野成宪在《都市ごみ焼却灰からの有用金属の回收》论文中指出，Cu在0.5-2.0mm粒径的落尘灰中浓度最高。
炉排尾端底渣贵金属含量低
烧却灰（底灰）：指炉渣或底灰。这是垃圾在炉排上经过干燥、燃烧、后燃烧等阶段后，最终在炉排末端排出的主要固体残留物。它由灰分、未燃尽物、玻璃、陶瓷和金属碎片等组成。
该部分灰渣，贵金属含量远低于落尘灰。例如，同一工厂的烧却灰中，Cu含量仅为0.18%-0.32%，Zn和Pb也仅为0.1%-0.4%；而落尘灰中这些金属的含量可高出30-40倍。Au含量通常低于1 mg/kg，Ag含量在7-8 mg/kg左右。因此，直接回收贵金属的经济效益较差，常作为水泥原料或用于选别后的富集。
饭野成宪论文《都市ごみ焼却残渣のセメント原料化》中提到，普通烧却灰作为水泥原料时，其中的Au、Ag品位较低。根据多篇论文数据，烧却灰的Au含量通常在0.4~1.2 mg/kg级别，Ag含量约7.9~21 mg/kg。这远低于落尘灰。
飞灰贵金属含量最低，但锌铅锂富集度高
京都大学高冈昌辉在论文《焼却灰・飞灰からの重金属の回收》中给出数据：飞灰中Au含量约0.57 mg/kg，Ag约61 mg/kg，Pd约0.097 mg/kg。其贵金属浓度通常低于落尘灰和底灰中的富集部分。
不过，飞灰中更受关注的是锌（Zn）、铅（Pb）等重金属以及锂（Li）等稀有金属，而非高价值贵金属。
高冈昌辉研究认为，投入垃圾中68%的Zn最终进入飞灰；约34%的Pb会进入飞灰。飞灰中Cd含量是烧却灰（约16 mg/kg）的10-20倍。Cd是典型的低沸点元素，易挥发后在飞灰中冷凝富集。
立命館大学的武田信生等，在论文《焼却灰及びばいじんにおけるレアメタルの赋存量》指出，飞灰水洗液中的锂浓度是烧却灰水洗液的数十倍，且都是水溶性的，具有回收价值。
日本“掘金”技术：针对不同残渣的提取方案
日本通过多年研究，发展出了多种从焚烧残渣中提取贵金属的技术，并已有商业化应用。
①“落尘灰”（炉排漏灰）的物理选别技术，最成熟、经济性最好
代表企业/机构: 太平洋水泥株式会社、宇部兴产
工艺流程--通过磁力选别、筛分、风力选别、空气摇床（Air Table）比重选别的组合，将贵金属从灰渣中分离浓缩。
通过物理选别，回收物中金的品位可被浓缩325倍（从0.4mg/kg提升至130mg/kg），银浓缩246倍（从7.9mg/kg提升至1,950mg/kg），铜浓缩33倍（从1.4%提升至47.5%）。
②生态水泥，挥发提金
代表企业/机构: 太平洋水泥株式会社
工艺流程--生态水泥系统利用水泥回转窑（1450℃）处理含有大量氯的焚烧灰。
在高温下，氯与灰中的金、银、铜等金属形成低沸点氯化物挥发，随后在烟气处理系统被捕集。
捕集到的粉尘通过湿法处理（水洗、酸/碱处理），使贵金属被浓缩在“金属沉淀物”中。
经过连续排出试验，金属沉淀物中的金、银品位已达到可销售水平（金约135~161 mg/kg，银约5,963~19,087 mg/kg），并自2015年起已正式作为原料出售。
③针对特定炉型（流动床炉）的“炉底砂”回收
代表企业/机构: 神钢环境解决方案株式会社。
工艺流程--在流动床气化熔融炉中，大比重金属富集在炉底不流动的砂层中。回收方式是在炉子停炉时，直接通过炉底拔管将炉底砂排出，经简单分选后，直接出售给冶炼公司（如日本矿产株式会社等）进行精炼。
经济价值--其报告显示，炉底砂的金浓度可达6,300 mg/kg，银可达9,120 mg/kg，具有极高的直接回收价值。
日本的实践证明，垃圾焚烧残渣中的贵金属回收，已经跨越了实验室研究阶段，进入了商业化运营。通过对炉渣和飞灰的进一步细分、检测和鉴别，分别通过物理选别、生态水泥系统等技术的组合，日本已成功将“落尘灰”和特定炉渣中的金、银、铜等转化为可交易的商品。
目前，国内相关研究机构和企业，也在开展炉渣和飞灰的相关细分检测工作，如中科院旗下的中科院广州化学有限公司（中国科学院广州化学研究所）就已经从飞灰中检测出金元素，达到化学浸提标准（0.5-1g/t），也从部分垃圾焚烧项目的飞灰中，检测出有提取价值的稀土和稀有金属元素，如铟等。
未来，随着对元素分布规律的深入理解和回收工艺的进一步优化，焚烧残渣作为“城市矿山”的价值将得到更充分的挖掘。
清气团智库
文 | 垃圾焚烧分析师 IVY
编辑 | 晨雨
本文系【清气团|固废展望】原创内容
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参考文献
山本浩《一般廃弃物焼却プロセスにおける有価金属の落じん灰への移行挙动の解明》
谷田克义《流动床炉における贵金属の回收》
饭野成宪《都市ごみ焼却灰からの有用金属の回收》
铃木凉《都市ごみ焼却灰の再资源化について》
石田泰之《セメント制造による焼却灰からの贵金属回収》
|| 走访《垃圾焚烧的中国方案》入围企业 || 走访《垃圾焚烧的中国方案》入围企业
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