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挖掘城市中礦藏 電子垃圾金屬回收財(cái)富之路

放大字體??縮小字體 發(fā)布日期:2013-09-26
核心提示:當(dāng)??寺。∕atsEklund)決定以金屬勘探為生時(shí),他的生死就掌握在自己的雙手中了。然而,威脅著他的并非懸崖峭壁與奔涌的溪流,或者灰熊,而是搖搖欲墜的老舊倉(cāng)庫(kù)和高峰期的車(chē)流。
       當(dāng)埃克?。∕atsEklund)決定以金屬勘探為生時(shí),他的生死就掌握在自己的雙手中了。然而,威脅著他的并非懸崖峭壁與奔涌的溪流,或者灰熊,而是搖搖欲墜的老舊倉(cāng)庫(kù)和高峰期的車(chē)流。他是瑞典的林雪平大學(xué)的環(huán)境工程師,作為城市采礦的先行者之一,他的目標(biāo)是“城市礦藏”,也就是蘊(yùn)含在城市內(nèi)部和地下的礦藏。

  金屬的循環(huán)使用早已不是新鮮事,根據(jù)古羅馬作家老普林尼(PlinytheElder)的記載,早在兩千多年前,鐵匠們就在回收青銅器物,用于鑄造雕塑了。過(guò)去的十多年中,亞洲和南美的工業(yè)發(fā)展將世界對(duì)原材料的需求推向了更高,而隨著富礦的枯竭,可開(kāi)采的礦石質(zhì)量在逐年下降,開(kāi)采和純化的成本都在增加。無(wú)論從經(jīng)濟(jì)還是環(huán)境角度來(lái)考慮,金屬回收都是必然的趨勢(shì)。

  出于回收難度,這類(lèi)資源還沒(méi)得到充分利用。從全球來(lái)看,大約30%的鋁沒(méi)能得到再利用,銅更高達(dá)50%。使用這些金屬的大多是高科技工業(yè),尤其是電子產(chǎn)業(yè)。由于電子器件中的金屬非常分散,回收顯得尤其具有挑戰(zhàn)性。每年用于生產(chǎn)電子器件的金至少有300噸,銀高達(dá)7000噸,回收率卻只有15%。因此,一堆電子垃圾的金屬含量可能會(huì)超過(guò)普通礦石很多倍。

  大多數(shù)的電子垃圾都被填埋在城市郊區(qū),但在目前,還沒(méi)有人因?yàn)榇笠?guī)?;厥斩タ碧嚼鴪?chǎng)。福斯格倫(ChristerForsgren),瑞典國(guó)際回收公司StenaMetall的技術(shù)總監(jiān)說(shuō),主要的難點(diǎn)在于垃圾的復(fù)雜組成。在一次嘗試中,他的公司發(fā)現(xiàn),一個(gè)垃圾場(chǎng)樣品的銅含量很高,然而,大量無(wú)用垃圾的回填成本卻讓他們望而卻步。

  目前而言,還有一些比垃圾場(chǎng)更適宜開(kāi)采的城市礦藏。耶魯大學(xué)工業(yè)生態(tài)學(xué)家格雷德?tīng)枺═omGreadel)的專(zhuān)業(yè),就是研究“沉睡礦藏”—廢棄基礎(chǔ)設(shè)施中的金屬,以及分散在環(huán)境中的看不見(jiàn)的金屬離子。這些金屬的回收也有難度,到目前為止也很少有人嘗試去詳細(xì)地勘探定位。不過(guò)對(duì)格雷德?tīng)杹?lái)說(shuō),有一點(diǎn)是確定的:既然城市比鄉(xiāng)村更加繁華,擁有更高密度的基礎(chǔ)設(shè)施,那么城市里的“沉睡礦藏”也會(huì)更多。

  新版“掃地僧”

  人們已經(jīng)在機(jī)動(dòng)車(chē)道上有了利潤(rùn)不錯(cuò)的發(fā)現(xiàn)。如果你懂得如何提取的話,道路積塵事實(shí)上大有可圖。在伯明翰大學(xué),穆雷(AngelaMurray)和她的同事成立了一個(gè)名為“財(cái)富之路”(RoadtoRiches)的公司,從道路塵土中回收鉑族元素,包括鉑、鈀和銠。這些金屬來(lái)自于汽車(chē)中減少尾氣污染的催化轉(zhuǎn)換器,當(dāng)引擎運(yùn)行的時(shí)候,微小的碎片就從尾氣管道中排出,大約70%最終都?xì)埩粼诘缆贩e塵中。

  地球上含量最高的鉑礦位于南非,含量大約為2-10ppm(百萬(wàn)分之一)。“馬路灰塵的鉑含量能達(dá)到1ppm,并且收集起來(lái)比開(kāi)采礦石容易多了。”根據(jù)她的計(jì)算,每年從英國(guó)的道路上清掃的積塵中含有的鉑族元素,總價(jià)值至少6400萬(wàn)英鎊。

  為了獲得這些金屬,穆雷和她的同事們把積塵干燥并過(guò)篩,然后施以一套結(jié)合了磁性分離、靜電引力分離和重力分離的回收方法。經(jīng)過(guò)處理,鉑族元素濃度可達(dá)到10ppm。穆雷希望能夠進(jìn)一步改進(jìn)工藝,當(dāng)濃度提高到60ppm以上,就能使用常規(guī)熔煉方法了。

  從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,道旁草木也會(huì)成為考慮對(duì)象。機(jī)動(dòng)車(chē)道旁的泥土中,鉑族元素含量是通常情況的100倍至1000倍,紐約大學(xué)化學(xué)家帕克(HelenParker)就在嘗試尋找高富集的植物,用于收集道旁泥土中的鈀。“植物長(zhǎng)勢(shì)會(huì)不太好,但是將它們收割并處理后,就能直接當(dāng)做催化劑使用”。如果貴金屬價(jià)格繼續(xù)上揚(yáng),也許就有公司來(lái)爭(zhēng)奪高速公路旁植物的收割權(quán)了。一些轉(zhuǎn)基因品種的富集能力更強(qiáng),甚至能用于治理重金屬污染的土地、廢水、淤泥等等。

  地下金屬世界

  在道路灰塵中提煉貴金屬也許是合算的,然而對(duì)于鐵、銅、鋁之類(lèi)的賤金屬來(lái)說(shuō),就需要有更大量且易于獲取的來(lái)源。埃克隆和他的同事已經(jīng)花了數(shù)年時(shí)間,估算瑞典瀝青路面下的銅、鋼鐵和鋁的價(jià)值。工業(yè)革命以來(lái)的持續(xù)發(fā)展,以及頻繁的技術(shù)革新,造就了城市中心下方密密麻麻的金屬網(wǎng)絡(luò)。“在一些地方,路面下密集的舊管道和電纜甚至阻礙到了后續(xù)的建設(shè)。”??寺≌f(shuō)。

  他的團(tuán)隊(duì)從公共事業(yè)公司那里搜集了瑞典三個(gè)城市的管道和電纜分布情況:哥德堡、林雪平、北雪平。他們也查閱了1850年以來(lái)的城市地圖,確認(rèn)閑置的基礎(chǔ)設(shè)施。在林雪平,他們發(fā)現(xiàn)大約5%的管道和電纜是閑置的,而在哥德堡和北雪平,這個(gè)數(shù)字接近20%。

  ??寺≌f(shuō),這個(gè)數(shù)目跟城市的歷史有關(guān),那些有著長(zhǎng)時(shí)間的工業(yè)化歷史,或者在過(guò)去一個(gè)世紀(jì)中大拆大建的城市,會(huì)遺留更多的廢棄金屬。根據(jù)他的估計(jì),在英國(guó)許多歷史悠久的工業(yè)城市,廢棄管道和電纜的比例會(huì)達(dá)到1/4。在瑞典最早的核心工業(yè)城市北雪平,埃克隆用他們掌握的數(shù)據(jù)整理出了一張藏寶圖,熱點(diǎn)是老工業(yè)區(qū)廢棄紡織廠下方的直流輸電線路、電車(chē)軌道、燃?xì)夤艿篮拖滤馈?/p>

  據(jù)估計(jì),瑞典城市中的廢棄管道和電纜中,大約有9萬(wàn)噸銅,價(jià)值6.3億美金。如果全數(shù)回收利用,能夠減少冶煉等量的銅帶來(lái)的36萬(wàn)噸二氧化碳排放。瑞典境內(nèi)的所有“沉睡礦藏”的銅含量還會(huì)更高,??寺〉囊粋€(gè)同事估計(jì),總量大約有40萬(wàn)噸。幾年以后,隨著現(xiàn)有的一些基礎(chǔ)設(shè)施被淘汰,這個(gè)數(shù)字還會(huì)進(jìn)一步上升。

  人們還在設(shè)法尋找破壞性更低、工程量更小的回收辦法。對(duì)于通訊電纜,澳大利亞公司Kabel-X的辦法就無(wú)需深挖,他們將潤(rùn)滑油泵入電線絕緣皮和導(dǎo)線之間,數(shù)百米長(zhǎng)的銅導(dǎo)線可以直接從一頭抽出。英國(guó)一些大學(xué)合作完成的“地下世界測(cè)繪”的計(jì)劃中,人們建立了多傳感器系統(tǒng),無(wú)需挖掘就能定位管道和電纜。在布里斯托附近,他們甚至定位了19世紀(jì)的古老水管。

  ??寺?duì)他的事業(yè)充滿了信心,“過(guò)去兩年中,銅的價(jià)格提高了五倍,這對(duì)我們來(lái)說(shuō)真是一劑強(qiáng)心針。人類(lèi)從地殼中開(kāi)采的金屬中,只有一半現(xiàn)在仍在使用”。

  淤泥淘金

  英國(guó)艾克塞大學(xué)的一位現(xiàn)代挖礦人洛特摩瑟(BerndLottermoser),在下水道淤泥中發(fā)現(xiàn)了金光燦燦的未來(lái)。1995年,澳大利亞的一家名為“Echidna礦業(yè)”的金礦開(kāi)采企業(yè),獲得了對(duì)韋里比污泥坑的開(kāi)采權(quán),這里的淤泥從1898年開(kāi)始在墨爾本附近堆積。測(cè)試樣品表明,其中的金濃度相當(dāng)高,幾乎是普通金礦石的一半。

  洛特摩瑟介紹說(shuō),金元素主要來(lái)自牙科診療的工業(yè)廢水、電子工業(yè)以及珠寶制造商,也有一部分來(lái)自治療關(guān)節(jié)炎和癌癥的藥物。還有極少一部分,是人們洗碗、洗澡時(shí),所佩戴的金首飾的磨損。金、銀和鋅能夠用氰化物酸浸法從淤泥中提取,然而在環(huán)境和利潤(rùn)因素的制約下,對(duì)于不那么貴重的金屬來(lái)說(shuō),這個(gè)方法就顯得不夠經(jīng)濟(jì)。

  如果選對(duì)了地點(diǎn),收益還是相當(dāng)可觀的。日本長(zhǎng)野的一個(gè)淤泥處理廠,自2009年以來(lái)一直在提煉金。由于坐落在一個(gè)生產(chǎn)精密儀器的工業(yè)區(qū),此處淤泥中金含量高達(dá)每噸2.9公斤,幾乎是普通金礦石的50倍。“在這里,氰化物提取法的開(kāi)銷(xiāo),相比金子的收益來(lái)說(shuō),簡(jiǎn)直不值一提。”洛特摩瑟說(shuō)。

  洛特摩瑟還認(rèn)為,隨著金礦儲(chǔ)量的逐年下降,污泥會(huì)在許多地方變成常規(guī)的金來(lái)源。他也在尋找更加便宜和溫和的提取方法,其中一種有前途的試劑是硫脲,比氰化物毒性低得多,也更容易降解。

  也并非只有金使得淤泥回收這個(gè)行當(dāng)如此誘人。2009年,英國(guó)卡迪夫大學(xué)的一個(gè)研究小組測(cè)量了伯明翰的下水道淤泥中的鉑族元素含量,結(jié)果大約為0.2ppm。由于在抗癌藥物中的廣泛使用,醫(yī)療廢水尤其富含鉑,有什么經(jīng)濟(jì)的方式能夠提取出來(lái)呢?

  生物浸取也許是個(gè)不錯(cuò)的選擇,有的生物體本身就是天生的微型礦工—比如某些以金屬為食的細(xì)菌,它們需要特定的結(jié)構(gòu)或催化成分,因此能夠富集某些金屬。穆雷正在測(cè)試一種含有特定酶的細(xì)菌,它們能將鉑離子還原為金屬納米顆粒。表面沾滿金屬顆粒的細(xì)菌經(jīng)過(guò)干燥和提純,能直接用作粉末催化劑。她的同行,來(lái)自?shī)W地利的卡克索寧,也在尋找能夠吞食電子垃圾的細(xì)菌,用于回收鋅和鎳。

  事實(shí)上,值得回收的并不只是金屬?;厥绽匣饫w的呼聲也很高,荷蘭的Teijin公司已經(jīng)建立了一個(gè)工作站,從2008年開(kāi)始,將舊的芳綸纖維轉(zhuǎn)化為嶄新的光纖。目前使用的摻有稀有金屬的芳綸纖維,也會(huì)在不久以后成為挖礦人的“新寵”。

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