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(yīng)該多關(guān)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(nèi)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(zhì)。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(zhì)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(fēng)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(xué)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(shù)，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(shè)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(nèi)，通過精確控制的高溫反應(yīng)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(nèi)則能轉(zhuǎn)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(zhì)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(qū)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(shù)挑戰(zhàn)是如何在小型熔爐內(nèi)通過精準控制、高溫化學(xué)反應(yīng)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(shè)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(zhuǎn)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(lǐng)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(lǐng)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?qū)⒖稍偕茉磁c太陽能和這些材料復(fù)合而成的能源結(jié)合起來，我們就真正實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展了。”