原標題:上海科研人員采用“微生物煉金術(shù)”從電子垃圾中回收多種有價金屬
電子垃圾怎么處理?明年日本東京奧運會的答案是:回收廢舊手機,煉成奧運金牌。東京2020奧委會從各地收集的近5噸電子廢品中,包括500多萬臺富含貴金屬的廢棄手機。按其設(shè)定目標,黃金提取計劃的完成率超過90%,在電子廢品收集行動3月底結(jié)束前可集齊足夠材料。通常,一部智能手機平均含金0.05克,一枚500克重的奧運金牌至少含金6克,那么每120部舊手機就能鑄造出一枚奧運金牌。
在上海,第二工業(yè)大學電子廢棄物資源化協(xié)同創(chuàng)新中心的科研人員,正采用微生物法研制成套技術(shù)與裝備,環(huán)保而高效地在電子垃圾中回收多種有價金屬。
電子垃圾處置得當變廢為寶
據(jù)不完全統(tǒng)計,2017年我國電子垃圾總量達720萬噸,預(yù)計2030年將增長到2700萬噸。電子垃圾回收治理是個難題,專家認為全球只有20%電子垃圾得到合理回收。
“電子垃圾既有大量有價金屬,如金、銀、鉑等,也含重金屬鉛、汞、鎘等有毒有害物質(zhì)。”上海電子廢棄物資源化協(xié)同創(chuàng)新中心執(zhí)行主任王景偉說,“如果處置得當變廢為寶,可從中提煉一座優(yōu)質(zhì)‘城市礦產(chǎn)’;若得不到環(huán)保處理,像普通垃圾一樣被填埋甚至焚燒,將對土壤、水體、大氣等造成嚴重污染。”
研究文獻表明,1噸廢棄手機里的黃金含量要比1噸金礦的黃金含量還高。對比發(fā)現(xiàn),1噸金礦礦石只能提取1克黃金,而歐洲某公司從1噸廢棄的手機里提取出400克左右的黃金。據(jù)此估算,每年全球丟棄的電子垃圾,相當于白白丟棄300多噸黃金。
從貴重金屬清潔分離與提取、非金屬材料高值化利用,到二次污染控制等,電子廢棄物資源化面臨關(guān)鍵技術(shù)與裝備的需求,行業(yè)準入門檻較高。上海第二工業(yè)大學在國內(nèi)較早開展電子廢棄物管理與資源化處理研發(fā),如今與行業(yè)共建“上海電子廢棄物資源化協(xié)同創(chuàng)新中心”,提供共性問題的解決方案。
特殊菌種“吃掉”有價金屬
無論手機還是電腦,線路板是所有電子產(chǎn)品的核心零部件。報廢線路板含有的銅、金、銀、鉛等遠超礦石中的天然含量,但其處理技術(shù)要求也高。目前,行業(yè)內(nèi)正規(guī)處理企業(yè)采用機械粉碎結(jié)合金屬分選工藝,最大的技術(shù)缺陷是回收率低,且獲得的是金屬與非金屬混合物,純度不高。非正規(guī)的小作坊直接以焚燒結(jié)合酸洗的方式獲得金、銀等,容易造成環(huán)境“次生災(zāi)害”問題。
在協(xié)同創(chuàng)新中心,傳輸帶上大量廢舊電路板成為生產(chǎn)資料。二工大電子廢棄物資源化研究團隊開發(fā)了微生物法回收電路板有價金屬工藝,通過特殊的菌種將板子里的金屬“吃掉”;建立處理廢棄線路板的微生物法清潔技術(shù)與裝備,好比再從微生物體內(nèi)提取“食物”。歷經(jīng)近10年研發(fā),團隊已完全掌握自主知識產(chǎn)權(quán)的成套技術(shù)與裝備,相關(guān)技術(shù)申請專利11項,授權(quán)發(fā)明專利和實用新型專利分別為5項和1項。據(jù)介紹,這一“微生物煉金術(shù)”相比傳統(tǒng)冶金工藝,具有成本低、能耗低、工藝流程簡單、污染小等優(yōu)點。目前已完成中試級試驗,工藝投產(chǎn)后的生產(chǎn)過程可實現(xiàn)無人值守。這一方法已延伸用于線路板生產(chǎn)源頭的龍門掛架脫
銅,以及生產(chǎn)廢水處理后污泥中銅的回收。
“挖礦”后非金屬材料也可用
試驗生產(chǎn)線上,對廢棄線路板的“挖礦”過程中,若僅注重回收有價金屬,將回收金屬后殘留的廢樹脂粉棄之,就會成為二次污染物。
王景偉說,廢樹脂粉中主要含熱固性的環(huán)氧樹脂、玻璃纖維、溴化阻燃劑和少量金屬。比如溴化阻燃劑,焚燒時如溫度控制不當易產(chǎn)生二惡英。因此,廢樹脂粉已被列入國家危險廢物名錄2016年版。但由于缺少相應(yīng)處理技術(shù),大量廢樹脂粉成為“死垃圾”。針對環(huán)氧樹脂的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)以及包裹在這些網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的玻璃纖維,研究團隊通過自主開發(fā)的綠色化學技術(shù)進行回收,將網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的熱固性環(huán)氧樹脂分解,釋放出玻璃纖維,同時回收環(huán)氧樹脂,不產(chǎn)生二次污染。目前已申請相關(guān)發(fā)明專利5項,在電器生產(chǎn)企業(yè)進行試生產(chǎn),實現(xiàn)了廢樹脂粉再生利用。
目前,格力電器—湖南綠色再生資源有限公司、四川長虹格潤再生資源有限責任公司、中國再生資源開發(fā)有限公司等一批產(chǎn)學研協(xié)同企業(yè)正在產(chǎn)業(yè)化實踐。