【千亿大市场，吸金容量增至3.3倍，吸金效率99.8%】中科院贵金属回收技术，更经济高效
中科创业咖啡馆 2024年12月25日 20:19 北京
近日，中国科学院团队制备了新型卟啉基一维共价有机框架材料(COFs)，并在该材料中通过引入光照大幅度提高了贵金属回收性能。
贵金属的回收一般分为两个过程: 首先通过吸附作用捕获贵金属离子，其次是还原这些离子形成0价金属单质。本研究通过精心设计COF的化学结构，在吸附过程中同时将贵金属离子还原为0价金属单质，从而提高贵金属回收效率。
在本研究中，卟啉单元与吡啶单元通过席夫碱反应共价连接形成一维拓扑结构。与二维拓扑结构相比，一维拓扑结构中功能单元排列更为紧密，密度更高，理论比表面积更大。密度泛函理论计算表明一维拓扑结构中的吡啶基团与亚胺键具有吸附贵金属离子的能力。同时，卟啉基团给予COF优异的光吸收性质。飞秒瞬态吸收测试准确表征出材料在光照下发生分子内电荷转移，形成的光生电子被吸附的贵金属离子捕获，进而将贵金属离子还原为0价金属单质。引入光照后，COF对三种贵金属离子(AuCl4–、PtCl42–和Ag+)的平衡吸附容量分别为4729、573和519 mg g–1，分别是黑暗条件下的3.3倍、1.9倍和1.2倍。动态吸附实验表明，每克COF可以以99.8%的效率处理0.15吨的工业含金废水。本研究开创了一种经济高效的方法，将光催化引入到贵金属的吸附与回收中，从而提高了贵金属回收效率。
【拓展阅读：我国贵金属回收市场规模不断增长 黄金、白银为主要细分市场】
一、行业相关定义
根据观研报告网发布的《中国贵金属回收行业发展深度分析与投资前景研究报告（2024-2031年）》显示，贵金属（precious metal）主要指金、银和铂族金属（钌、铑、钯、锇、铱、铂）等8种金属元素。这些金属大多数拥有美丽的色泽，具有较强的化学稳定性，一般条件下不易与其他化学物质发生化学反应。
金属回收是指从废旧金属中分离出来的有用物质经过物理或机械加工成为再生利用的制品，是从回收、拆解、到再生利用的一条产业链。金属回收产业形成了一个完整的产业链及再生利用生态圈。这个产业链从国外废料供货商开始，经过贸易商、进口商、代理商、港口、拆解厂（定点企业或五金厂）、回收公司、金属加工厂等环节，实现了资源的有效利用。
贵金属回收就是指对前述8种金属及其制品的回收过程。
二、行业发展现状
1、市场规模
贵金属是一种有限的资源，随着人类对贵金属需求的不断增加，这些资源将会变得越来越稀缺。通过回收和再利用贵金属，可以有效地节约资源，避免浪费和短缺。随着我国贵金属回收产业的不断发展，行业的回收总量规模不断增长，但受黄金价格、回收量影响，市场规模呈现较大的波动态势，2023年市场规模为2006.11亿元。
资料来源：观研天下数据中心整理
2、供应规模
在国家环保标日趋严苛，以及下游市场对贵金属需求量增长等因素的推动下，中国贵金属回收及加工行业在近5年来稳定发展，贵金属年回收量以6.76%的年复合增长率持续增长。到2023年我国贵金属回收量约为1628吨，其中，黄金395吨，白银1154吨，其他贵金属79吨。
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3、需求规模
随着全球经济的复苏和汽车、电子等行业的快速发展，贵金属需求持续增长，贵金属回收行业需求规模不断扩大。截至2023年底，我国贵金属回收销量规模已超过1478吨，年均复合增长率达到了6.94%。其中，黄金、白银销量分别达到了364吨、1040吨。
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三、行业细分市场分析
1、黄金
目前，中国黄金回收市场主要分为两类：一类是专业回收机构，另一类是个人小作坊。专业回收机构包括金店、珠宝店等，他们会使用专业设备对黄金进行检测、鉴定和回收;个人小作坊则主要依靠手工操作，回收效率较低。黄金回收市场前景分析从市场份额来看，目前专业回收机构占据了较大的市场份额。这是由于专业回收机构具有更高的信誉度、更完善的设备和更优质的服务。同时，专业回收机构还可以通过自身的渠道优势，将回收的黄金快速转化成现金。在经济不景气的时期，黄金常被视为避险资产，因此黄金回收市场也会受到金融危机和通货膨胀的影响而获得一定的波动。目前我国黄金回收市场规模为1835.65亿元，且呈现出波动增长的趋势。
资料来源：观研天下数据中心整理
2、白银
白银是一种重要的贵金属，具有货币、投资、商品三种属性。估计2023年全球白银需求总量达到11.4亿盎司（3.55万吨），工业需求达到6.0亿盎司（1.87万吨），较2022年增长8.0%，工业部门的旺盛需求使白银总需求量保持在历史高位。随着高新技术的发展，特别是电子信息和新能源产业的飞速发展，战略新兴产业对白银的需求大量增加，具有战略紧缺资源的属性。2023年我国贵金属回收行业白银回收领域市场规模达到了58.86亿元，较2019年増长35.39亿元。
资料来源：观研天下数据中心整理
3、其他
从产量规模以及涉及行业来看，黄金、白银为我国贵金属回收行业主要的细分市场，铂族金属等其他贵金属回收规模相对较低。我国在铂族金属资源上属于极度匮乏的国家，铂族金属主要依赖进口。但我国作为一个贵金属消费大国，每年产生大量的贵金属二次资源，贵金属回收是对贵金属资源稀缺的重要补充，符合我国可持续发展的目标要求。我国主要贵金属原始矿产供应远不能满足国内需求，对外依存度较高，贵金属回收产业的发展可有效降低贵金属的对外依存度，是贵金属实现内循环的重要环节。目前，全球高端制造业向我国转移的布局已经逐渐成熟，未来随着宏观经济的持续发展和经济结构的转型升级，铂族金属在下游产业中的重要作用将更进一步凸显，铂族金属回收的市场前景将不容小觑。
资料来源：观研天下数据中心整理
四、行业竞争格局
由于贵金属的稀缺性，发达国家均把贵金属回收作为一个重要的产业关键环节加以布局和支持。当前，国际贵金属回收产业主要集中于欧洲、日本、北美等发达国家和地区，英国庄信万丰、德国巴斯夫、贺利氏、比利时优美科、日本田中等大型跨国公司掌握着先进的贵金属回收技术。
与欧美等发达国家和地区相比，我国贵金属回收产业发展起步较晚，技术起点低。近年来，国家对资源综合利用行业高度重视，相继出台了一系列促行业发展的政策，随着行业的发展，从事贵金属回收的企业逐渐增多，技术也在不断进步，以贵研铂业、浩通科技为代表的企业已建立起相对成熟的贵金属回收体系，我国贵金属回收产业业已取得了长足进步。
与此同时，贵金属跨国企业如德国贺利式、比利时优美科和英国庄信万丰等均把我国作为重点目标市场，纷纷到国内成立了独资或合资企业。内资企业通过扩大建设规模、提高研发投入、提升经营管理水平及行业内兼并收购等方式，逐渐缩小了与国外同行的差距，且内资企业凭借加工成本低、市场反应速度快的综合服务优势在与其抗衡时占据了市场优势。
目前，全球高端制造业向我国转移的布局已经逐渐成熟，未来随着宏观经济的持续发展和经济结构的转型升级，贵金属催化剂在下游产业中的重要作用将更进一步凸显，国内贵金属回收市场竞争将进一步加剧。
资料来源：企业官网，观研天下数据中心整理（WWTQ）
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