「城市採礦」新技術 快速從電子垃圾回收貴重金屬 | 環境資訊中心

「城市採礦」新技術 快速從電子垃圾回收貴重金屬

2021年10月18日
環境資訊中心綜合外電;姜唯 編譯;林大利 審校

英國獨立報報導,科學家們開發出一種從電子垃圾中提取有價值金屬的新技術,能源消耗是現有方法的1/500,能降低對開採原材料的需求,所產生的廢棄物不致傷害環境。

手機等個人設備的汰換速度愈來愈快,導致全世界電子垃圾迅速增加。照片來源:Skitterphoto/Pexels

「最大宗的廢棄物,變成了寶藏」

該技術以「焦耳熱閃蒸法(flash Joule heating method)」為基礎。焦耳熱閃蒸法是能從木材和塑膠等碳源產生石墨烯的創新方法。

德州萊斯大學的研究團隊改良「焦耳熱閃蒸法」,使之可從廢棄物中回收銠、鈀、金和銀等物質,以便重複利用。新技術的工作原理是以電流將廢棄物快速加熱到3400K(3124°C),使前述金屬蒸發成氣體,以進行分離、儲存或處置。

研究團隊表示,「閃蒸」能去除材料中殘留的劇毒重金屬,如鉻、砷、鎘、汞和鉛,留下金屬含量極低的副產品。

全球每年產生超過4000萬噸電子垃圾,這種新形態的「城市採礦」潛力巨大,讓科技公司有機會不必從有安全、貪腐和衝突問題的國家和地區採購原材料。

「在這裡,最大宗的廢棄物變成了寶藏,」萊斯大學圖爾(James Tour)教授說,「這可減少世界各地偏遠和危險地區開採礦石、剝開地表和使用大量水資源的必要性⋯⋯寶藏就在我們的垃圾桶裡。」

圖爾說,手機等個人設備的汰換速度愈來愈快,導致全世界電子垃圾迅速增加。目前只有大約20%的廢棄物回收再利用。「我們找到了一種回收貴金屬,並將電子垃圾轉化為永續資源的方法,還可去除有毒金屬以保護環境。」

花不到一秒鐘 閃蒸過程還能降低有毒金屬濃度

研究團隊表示,閃蒸電子垃圾需要一些準備工作。

在研究主要作者、萊斯大學博士後研究員鄧彬(Bing Deng,暫譯)博士的主持下,研究人員將他們用來測試的電路板打成粉末,並加入特殊的添加劑,如特氟龍或食鹽,以及少量炭黑以提高回收率。

閃蒸過程的重點在於金屬蒸氣的「蒸發分離」。金屬蒸氣在真空下從閃蒸室被送到另一個容器,冷凝成金屬原材。「捕集器回收的金屬混合物可以透過成熟的精煉方法進一步純化為單一金屬。」鄧博士說。

研究人員說,一次閃蒸焦耳反應將剩餘炭中的鉛濃度降低到0.05ppm以下,這個濃度一般認為對農業土壤來說是安全的。隨著閃蒸次數增加,砷、汞和鉻的含量都進一步降低。「由於每次閃蒸的時間不到一秒鐘,很容易辦到。」圖爾教授說。

研究人員稱,新技術每處理一噸材料消耗約939千瓦小時的電,是商業熔煉爐的1/80,實驗室管狀爐的1/500,也省去冶煉和浸出過程中冗長的淨化過程。

研究發表在《自然通訊(Nature Communications)》期刊。

作者

姜唯

如果有一件事是重要的,如果能為孩子實現一個願望,那就是人類與大自然和諧共存。

林大利

於特有生物研究保育中心服務,小鳥和棲地是主要的研究對象。是龜毛的讀者,認為龜毛是探索世界的美德。