微型工廠從電子垃圾中“淘寶”

龔燦

人人都是“微礦主”

人一生中會擁有多少部手機？鑒于如今智能手機用戶平均每11個月就要更新?lián)Q代舊手機，這個問題實在難以回答。

那你知道你的舊手機會遇到什么情況嗎？這個問題似乎更難回答。其實我們應該多關注一下被我們淘汰掉的手機、電腦、電視，因為最新的報告顯示，這些被淘汰掉的電子產(chǎn)品簡直就是一個“金礦”，人人都是“微礦主”。

廢棄的舊手機內含有金、鐵、銀、銅、鉑和鈀等貴金屬，以及釔、鑭、鋱、釹、釓和鐠等稀土元素，此外還有不少玻璃和塑料。有數(shù)據(jù)顯示，一噸舊手機（約6000部手機，不含電池重量）中含有130千克銅、3.5千克白銀、340克黃金以及140克鈀，價值數(shù)萬美元。而且智能手機中一些元素的含量，比如金和銀，比同等重量的礦石要高得多。一噸舊手機中提取出來的黃金是一噸金礦石中黃金含量的上百倍，提取出的銀是一噸銀礦石中銀含量6.5倍。

電子垃圾已成為一個全球性的問題，從2009年到2014年間，全球電子垃圾數(shù)量增加了一倍，至2014年已達到4200萬噸。其中美國是最大的電子垃圾生產(chǎn)國，一年產(chǎn)生近710萬噸電子垃圾。據(jù)聯(lián)合國環(huán)境計劃署估計，全球電子垃圾數(shù)量每年以3%-5%的速率遞增。與此同時，這些電子垃圾又是一個巨大的聚寶盆，其蘊藏的資源價值每年可達到520億美元，不過目前只有不到六分之一的電子垃圾得到合理回收及開發(fā)。

電子垃圾回收具有挑戰(zhàn)性，其中包含一系列難以分解的合金以及汞、砷、鉻、鉛等有毒物質。發(fā)達國家產(chǎn)生的大部分電子垃圾會被運往非洲和亞洲的欠發(fā)達地區(qū)，其中美國80%的電子垃圾被運往中國、印度、越南等亞洲國家。當?shù)毓と嗽跊]有任何防護措施的條件下對電子垃圾進行簡單的拆分和處理，最后還是有85%的電子垃圾被送往填埋場和焚燒爐，大量有毒物質被釋放到空氣中，或者滲入土壤和水源中，帶來嚴重的環(huán)境污染問題以及公共衛(wèi)生風險。

那么如何從電子垃圾里分解出有用的金屬元素？如何有效解決電子垃圾帶來的環(huán)境污染問題？澳大利亞新南威爾士大學可持續(xù)發(fā)展材料研究中心主任維納·薩哈瓦拉（Veena Sahajwalla）正試圖通過一種小規(guī)模的處理方法來解決這一全球性難題。

一噸舊手機中包含的貴金屬含量要遠遠高于同等重量的礦石

“微型工廠”

薩哈瓦拉一直致力于將廢棄物品改造為有用之物。她的重要成就之一是發(fā)明了一種被稱為“綠色鋼鐵”（green steel）的技術，即在煉鋼過程中用廢棄輪胎替代煤和焦炭，這使得大量原本將被遺棄在垃圾填埋場的輪胎得到了循環(huán)利用，而且有效減少了溫室氣體排放。目前，薩哈瓦拉正致力于電子垃圾再開發(fā)和可持續(xù)發(fā)展的微循環(huán)經(jīng)濟。

薩哈瓦拉是“微型工廠”的擁護者。她正在研究設計的微型工廠是一種小型的再循環(huán)回收系統(tǒng)，其尺寸如一個集裝箱大小，適用于全球各地的每個社區(qū)，不僅能安全清潔地回收處理電子垃圾，還能從中提取出有用的貴金屬和稀有元素。

在微型工廠里，電子垃圾先被高壓電流擊碎，然后自動化的機器臂從中挑揀出電路板等部件，而后將它們送入小型熔爐內，通過精確控制的高溫反應從中提取出高價值的金屬合金，玻璃和塑料成分在高溫熔爐內則能轉變成碳化硅納米顆粒，光盤之類的部件則能分解出更有價值的成分。在這個過程中，有毒物質也被清理掉了。

微型工廠還能提取稀土元素。稀土元素雖然廣泛分布在地殼中，但是提取出來非常困難。電子垃圾特別是硬盤驅動器里，稀土元素通常與鐵混合在一起，而微型工廠能夠提取出稀土氧化物以及鐵液滴。

薩哈瓦拉的微型工廠目前面臨的技術挑戰(zhàn)是如何在小型熔爐內通過精準控制、高溫化學反應來有效提取出高價值產(chǎn)品。一旦克服這一困難，微型工廠帶來的好處顯而易見：微型工廠能夠就地回收并處理電子垃圾，可以避免遠距離運輸電子垃圾而帶來的高昂運輸費用，也比大型冶煉廠更能做到“節(jié)能減排”。

在澳大利亞等發(fā)達國家，電子垃圾回收大多依靠大型冶煉工廠，其所需要的成本非常高，即使提高管理水平，所能處理的電子垃圾仍然非常有限。像澳大利亞每年丟棄的電腦、電視等電子設備就達到700萬臺，但只有10%被正確回收，大量的電子垃圾則被運往菲律賓等發(fā)展中國家，因為那些地方的環(huán)境監(jiān)管相對寬松很多。

發(fā)達國家將大量電子垃圾通過輪船運往海外，固然是將電子垃圾所帶來的環(huán)境污染問題轉移到其他國家，但也造成資源的外流。比如，按照電子垃圾處理率，美國人每年扔掉的手機中就包含價值6000萬美元的黃金。

薩哈瓦拉教授在實驗室

薩哈瓦拉的微型工廠不僅能解決污染問題，還能對電子垃圾進行高效回收，為當?shù)貏?chuàng)造就業(yè)機會，不僅能支持小型工業(yè)發(fā)展所需的材料資源，還能為中小企業(yè)開拓新領域創(chuàng)造機會。“中小企業(yè)急需創(chuàng)新的解決方案，我們已經(jīng)從制造行業(yè)得到了大量反饋。”薩哈瓦拉說。

作為可持續(xù)發(fā)展材料研究領域的專家，薩哈瓦拉對電子垃圾的回收處理有更深一層的考慮，“如果我們能夠將可再生能源與太陽能和這些材料復合而成的能源結合起來，我們就真正實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展了?！?