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永不枯竭的“城市礦山”

2011-12-29 00:00:00馬迪
今日中國·中文版 2011年8期


  每天打開電腦是許多人的例行公事:開機(jī)畫面流暢地出現(xiàn)在液晶顯示器上,數(shù)秒之后你就能跟上世界的步伐。擔(dān)心枯燥無聊?戴上耳機(jī)來點(diǎn)音樂……一切都如此愜意自然??上г谙硎墁F(xiàn)代科技的同時(shí),許多人忽略了它們背后的小秘密:我們看著屏幕卻看不見銦,戴著耳機(jī)卻觸不到釹。
  銦?釹?你的第一反應(yīng)可能是去請(qǐng)教百度。這并不稀奇,真正的“英雄”往往很低調(diào)。稀有金屬被稱為高科技產(chǎn)業(yè)的“糧食”,但對(duì)大多數(shù)人來說,只是元素周期表上的一些符號(hào)。事實(shí)上,即使你從沒聽說過鉿、鉭、鉺什么的也沒關(guān)系一一它們有可能一直都藏在你身邊。
  
  物以稀為貴
  
  是金子總會(huì)發(fā)光,何況比金子還稀罕的東西。
  現(xiàn)存幾乎所有IT產(chǎn)品都有一個(gè)共同點(diǎn):高度依賴稀有金屬。稀有金屬通常指在自然界中含量較少,或分布稀散,或難以分離提純的金屬元素。我們追捧的各種IT新產(chǎn)品離不開稀有金屬,越來越主流的綠色能源革命更是離不開它們。需求的不斷攀升很快將導(dǎo)致供不應(yīng)求甚至緊缺,各種稀有金屬默默無聞的時(shí)代就快要結(jié)束了。
  2010年6月17日,歐盟委員會(huì)發(fā)布題為《對(duì)歐盟生死攸關(guān)的原料》的報(bào)告,登上榜單的緊缺礦物原料包括銻、鈹、鈷、螢石、鎵、鍺、石墨、銦、鎂、鈮、鉑族金屬、稀土(包括鈧、釔和锎系共17種稀有金屬)、鉭和鎢。這些原料廣泛應(yīng)用于移動(dòng)電話、鋰電池、光纖光纜和太陽能面板中,是許多高科技產(chǎn)品和日常消費(fèi)品中不可或缺的部分。
  美國能源部隨后于同年12月發(fā)布《關(guān)鍵材料戰(zhàn)略》,重點(diǎn)關(guān)注風(fēng)力發(fā)電機(jī)、電動(dòng)汽車、太陽能電池和高效照明等清潔能源技術(shù)對(duì)稀有礦產(chǎn)的需求。報(bào)告將銦、銪、釹、鋱、鏑和釔(后5種存在于稀土中)等6種元素認(rèn)定為“危急”狀態(tài),即5年之內(nèi)面臨斷絕供應(yīng)的危險(xiǎn)。另外3種元素鈰、锎和碲為“臨近危急”狀態(tài)。
  
  無盡的追求
  
  就目前正興起的新能源技術(shù)而言,一些關(guān)鍵組成部件如永磁體、光伏薄膜和熒光粉等,沒了稀有金屬根本寸步難行。雖然目前清潔能源技術(shù)所消耗的稀有金屬僅占總消費(fèi)量的20%左右,但未來幾十年需求量倍增是可以預(yù)見的。
  那么,我們能做些什么呢?
  用更常見的原材料來取代稀有金屬的作用幾乎是不可能的。50年前,銪就被用來激發(fā)顯示器上的紅色光,釹磁鐵也已經(jīng)有25年的歷史。人們從第一天起就一直在尋找它們的替代物,至今無入成功。
  如此看來,回收再利用是一條必經(jīng)之路,但目前卻收效甚微。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署今年5月發(fā)表的報(bào)告稱,僅有不到1%的稀有金屬能夠被回收利用。回收率最低的金屬是太陽能電池中廣泛使用的碲和鎵,以及電動(dòng)汽車和手機(jī)電池中的關(guān)鍵元素鋰。盡管電子回收在增長(zhǎng),美國絕大多數(shù)舊電子產(chǎn)品還是進(jìn)了垃圾桶。美國環(huán)保署估計(jì),2009年,超過82%廢電子產(chǎn)品的最終歸宿是垃圾填埋場(chǎng)和焚化爐。
  資源匱乏的日本,為了得到稀有金屬而煞費(fèi)苦心,在擴(kuò)大回收方面做得最好。可以說,因?yàn)樵谫Y源回收再利用技術(shù)上的飛速進(jìn)步,廢舊電子產(chǎn)品對(duì)于日本來說不亞于甚至超過天然礦藏。這就是近些年來日本資源戰(zhàn)略中的一個(gè)側(cè)重點(diǎn)一一開采“城市礦山”。
  
  “城市礦山”
  
  “城市礦山”的概念,首次出現(xiàn)于1988年,由日本東北大學(xué)選礦精煉研究所教授南條道夫提出。他把含有金、鉑等貴金屬以及鈀、銦等稀有金屬的廢棄電子產(chǎn)品形象地比喻為“礦山”。事實(shí)也是如此。很多城市里那些廢棄產(chǎn)品所含的資源總量之大,完全不亞于真正的礦山。
  比起電視、洗衣機(jī)和冰箱這些大件來;手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)與MP3等小型數(shù)碼產(chǎn)品中的貴金屬和稀有金屬含量更為豐富。據(jù)統(tǒng)計(jì),從1噸廢舊手機(jī)中可以提煉400克黃金、2.3千克銀、172克銅。而通常情況下,開采1噸金砂僅能提煉出5克黃金。因此有人把“城市礦山”看成是高純度優(yōu)良礦山,而靠工業(yè)文明發(fā)展起來的現(xiàn)代國家,都擁有一座座永不枯竭的“城市礦山”。
  就如前文提到的銦,是制造液晶屏和觸摸屏必不可少的原材料。隨著IT業(yè)的發(fā)展,銦的需求量也越來越大,有資料顯示,現(xiàn)有的銦資源可能在十幾年后就將枯竭。因此在日本,含有大量氧化銦的液晶顯示器自然是回收的重點(diǎn)對(duì)象,甚至連含銦百萬分之一的廢水也沒有被白白放過。
  大阪府立大學(xué)的科學(xué)家們使用一種生活在海中的微生物來“食用”銦離子,約半個(gè)小時(shí)的代謝后,細(xì)胞的表面會(huì)排出氫氧化銦。再用超聲波破碎細(xì)胞,即可方便地提取氫氧化銦。與傳統(tǒng)的酸浸法相比,該方法不但污染更小,而且成本也更低。
  借助各種技術(shù)的幫助,目前日本的銦回收率已經(jīng)達(dá)到80%以上。
  人們已經(jīng)習(xí)慣了以越來越高的成本和越來越難的技術(shù),去開采數(shù)量越來越少的礦山。而當(dāng)代表一次資源的礦山儲(chǔ)量逐漸減少時(shí),作為二次資源的“城市礦山”卻因此逐步成長(zhǎng)。圍繞著仍在不斷長(zhǎng)大的隱形礦藏,有識(shí)之士正在嘗試新的開采模式,不但循環(huán)利用了稀缺資源,還順帶解決了部分環(huán)境污染問題,堪稱一舉兩

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