2050年前稀土哪裡來?研究:做好回收就夠了
(首图来源:Unsplash)
【文‧黄嬿】
稀土金属是现代人生活依赖的关键材料,但是一个巨大的供应来源被严重忽视,且就在人们的家里。中国和荷兰研究人员新研究估计,重复使用或回收旧手机、硬碟、电动马达和涡轮发动机中的稀土金属,到 2050 年可以满足美国、中国和欧洲 40% 的金属需求。
电动车和风力发电机等绿色技术仰赖稀土,稀土也用于飞机、飞弹和卫星制造。科学家估计,2021 年全球开采 28 万吨稀土,大约是 1950 年代中期的 32 倍,到 2040 年对稀土需求量将达到目前的七倍。稀土已经变成战略资源,全球七成稀土供应来源是中国,中国最近收紧稀土出口,做为贸易战争的手段。
即使其他国家发现矿藏,开采也不易,原因是矿工必须挖掘大量矿石才能获得少量稀土,还必须结合物理和化学制程将稀土分离出来,因此采矿会严重污染环境,过程消耗大量能源,稀土开采作业也卷入地方冲突和侵犯人权行为。
科学家早就提出回收概念,1980 年代,日本研究人员创造「城市采矿」一词来描述从废弃电器和电子设备来收集稀有金属。然而直到现在,旧产品中只有约 1% 的稀土被重复使用或回收。
但他们仍然大力呼吁以回收取代开采,一项发表在《自然地球科学》杂志的研究当中,中国与荷兰研究人员写道,与化石燃料不同,化石燃料一旦消耗就会烧尽并永久消失,但稀土可以回收做为替代供应。
科学家正努力研发回收技术
研究人员利用模型来预测稀土的再利用和回收,将如何满足全球稀土需求,结果发现,美国、欧盟和日本最终可能会在旧电子产品和其他产品中累积稀土库存,远超过他们在地球上开采的稀土库存。模型估计到 2050 年,再利用和回收可以将风力发电机中使用的稀土元素钕的开采需求减少 60%,对于也用于风力发电机的镝来说,可减少 67%。
铁、铜和铝等常见金属已被广泛回收,但是稀土回收不易,因为稀土通常与其他金属混合,很难分开,因此业者认为,从废弃物中回收稀土,与从矿石中提取并加工稀土一样具有挑战性。而且现在世界上没有太多系统来收集旧电子产品和其他物品。
然而随着稀土需求庞大,科学家正努力研发回收技术,如美国爱达荷州国家实验室研究人员正在开发利用微生物取代有毒化学物质,以便从旧产品中提取稀土的方法。苹果也已开始努力回收部分电子产品,Daisy 机器人可以拆解 iPhone、Taz 和 Dave 机器人可以用来回收稀土。Taz 可以收集通常在电子设备粉碎过程中遗失的含磁铁模组、Dave 可以从 iPhone 的另一部分回收磁铁。
爱达荷州国家实验室科学家也认为,现存不需开采的稀土很多,但却被当成垃圾填埋,或者放在人们的家中的抽屉里,若回收技术普及,预估十年内,回收就能够满足全球四分之一的稀土需求,对已经被破坏殆尽的地球环境而言也是一大福音。
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