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每120部旧手机炼成含金6克的东京奥运金牌,上海“微生物炼金术”让电子废物资源化
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来源:上观新闻 作者:徐瑞哲 2019-03-06 18:57
摘要:公开发表的研究文献表明,1吨废弃手机里的黄金含量,要比1吨金矿的黄金含量还要高。

垃圾分类中的“电子垃圾”,让我怎么处理你?明年日本东京奥运会的答案是:回收废旧手机,炼成奥运金牌。

 

在东京2020奥委会从全国各地收集的近5吨电子废品中,包括500多万台富含贵金属的废弃手机。按其设定目标,黄金提取计划的完成率目前超过90%,在电子废品收集行动本月底结束前可集齐足够材料。通常,一部智能手机平均含金0.05克,一枚500克重的奥运金牌至少含金6克,那么每120部旧手机就能铸造出一枚东京奥运金牌。

 

上海电子废弃物资源化协同创新中心。

 

在垃圾分类成为新时尚的上海,走进位于上海第二工业大学的上海电子废弃物资源化协同创新中心,科研人员正采用微生物法,研制成套技术与装备,环保而高效地在电子垃圾中回收多种有价金属。

 

 

1吨废弃手机的含金量比1吨金矿还高

 

据不完全统计,2017年我国电子垃圾总量已达720万吨,预计2030年将增长到2700万吨,目前可能已超越美国成为世界最大的电子垃圾集散地。当然,电子垃圾回收治理是一个世界难题,专家认为全球只有20%电子垃圾得到合理回收,其余80%电子垃圾去了哪儿基本不清楚。

 

“电子垃圾,既有大量有价金属,如金、银、铂等,也含重金属铅、汞、镉等有毒有害物质。”二工大电子废弃物研究中心主任、上海电子废弃物资源化协同创新中心执行主任王景伟开门见山,“如果处置得当、变废为宝,可从中提炼一座优质‘城市矿产’;若得不到环保处理,像普通垃圾一样被填埋甚至焚烧,将对土壤、水体、大气等造成严重污染和生态危害。”

 

协同创新中心团队研发中。

 

很多人还未意识到,上海这样的大都市也有“金山银山”。公开发表的研究文献表明,1吨废弃手机里的黄金含量,要比1吨金矿的黄金含量还要高。对比发现,1吨金矿矿石只能提取出1克黄金,而欧洲某公司从1吨废弃的手机里提取出400克左右的黄金。据此估算,每年全球丢弃着电子垃圾,相当于白白丢弃了300多吨黄金。

 

从贵重金属清洁分离与提取、非金属材料高值化利用,到二次污染控制等,电子废弃物资源化面临关键技术与装备需求,行业准入门槛相对较高。上海第二工业大学是国内较早开展电子废弃物管理与资源化处理研发的单位之一,十余年来见证了我国电子废弃物处理行业从小到大、从零散到正规化处理的发展历程,正与行业共建“上海电子废弃物资源化协同创新中心”,提供共性解决方案。

 

 

特殊菌种“吃掉”板子里的有价金属

 

对外合作交流。

 

无论手机还是电脑,线路板是所有电子产品中的核心零部件。报废线路板里含有的铜、金、银、铅等,远远超过矿石中的天然含量,但其处理技术要求也高。

 

目前,行业内正规处理企业采用机械粉碎结合金属分选工艺,该技术最大缺陷是金属回收率低,且获得的是金属与非金属混合物,金属纯度不高。而非正规的小作坊直接以焚烧结合酸洗的方式获得金、银等,但容易造成环境“次生灾害”问题。

 

上海电子废弃物资源化协同创新中心部分流水线。

 

在协同创新中心,传输带上大量废旧电路板成了生产资料。在国家863计划等项目支持下,二工大电子废弃物资源化研究团队开发了微生物法回收电路板有价金属工艺,通过特殊的菌种将板子里的金属“吃掉”;同时,建立处理废弃线路板的微生物法清洁技术与装备,好比再从微生物体内提取“食物”。历经近10年研发,团队已完全掌握自主知识产权的成套技术与装备,相关技术申请专利11项,授权发明专利和实用新型专利分别为5项和1项。

 

这一“微生物炼金术”相对于传统冶金工艺,具有成本低、能耗低、工艺流程简单、污染小等优点。目前完成了中试级试验,工艺投产后的生产过程可实现无人值守。同时,该方法已延伸用于线路板生产源头的龙门挂架脱铜,以及生产废水处理后污泥中铜的回收。

 

 

“挖矿”后的非金属材料也不可遗弃

 

试验生产线上,对废弃线路板的“挖矿”过程中,若仅注重回收其中的有价金属,而将回收金属后残留的废树脂粉弃之,就会成为二次污染物。

 

王景伟教授介绍,废树脂粉中主要含有热固性的环氧树脂、玻璃纤维以及溴化阻燃剂和少量金属。比如溴化阻燃剂,焚烧时如果温度控制不当就易产生“世纪之毒”二恶英。因此,废树脂粉已被列入国家危险废物名录2016年版。但由于缺少相应的处理技术,大量废树脂粉成为“死垃圾”,业内估计仅沪宁一带每年产生这种废料达三五万吨。

 

协同创新中心部分生产试验设备。

 

针对环氧树脂的三维网状结构,以及包裹在这些网状结构中的玻璃纤维,研究团队通过自主开发的绿色化学技术进行回收,将网状结构的热固性环氧树脂分解,释放出玻璃纤维,同时回收环氧树脂,不产生二次污染。目前已申请相关发明专利5项,在电器生产企业进行试生产,实现了废树脂粉再生利用。

 

解放日报·上观新闻记者了解到,目前,从格力电器-湖南绿色再生资源有限公司,到四川长虹格润再生资源有限责任公司,再到中国再生资源开发有限公司等,一批产学研协同企业正在加紧产业化实践。

栏目主编:徐瑞哲 文字编辑:徐瑞哲 图片编辑:朱瓅
图片来源:上海第二工业大学
题图说明:上海电子废弃物资源化协同创新中心科研人员在实验中。
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