- 可規模化應用的循環工藝將有助回收戰略性關鍵金屬
- 弗萊貝格工業大學的採礦項目重點開發“鑷子技術”，用於選擇性萃取銦、鎵和錫
- 奧迪環境基金會董事總經理Rüdiger Recknagel：“該項目將為實現更多資源回收循環做出重要貢獻”
奧迪環境基金會攜手弗萊貝格工業大學共同探索全新的原材料回收循環工藝，重點對銦、鎵和錫等戰略性關鍵金屬進行回收。它們既是有限元素，也是光纖、光伏、半導體等現代科技以及每個電子設備必不可少的元素。雙方計劃採用選擇性萃取工藝，從焚燒後的廢棄物中回收以上原材料。目前，這些存在於電子零部件中的原材料會被當作生活垃圾丟棄，但新工藝可以將這些珍貴的高科技金屬元素回收並利用。
人們在生活中消耗的初級材料包括從自然資源中提取的原材料，除了生物質和化石燃料外，還有鐵、銅、鉛和鋅礦石這些金屬原材料。但金屬原材料屬於可耗竭資源，而且往往很稀少，或者分散存在。此外，礦石中含有大量的雜石，純金屬只有經過複雜的化學熱加工才能被提取出來。然而，這些金屬對於電動汽車、電信和光伏等未來技術至關重要。根據國際資源委員會等機構的預測，到2030年，由於全球電子設備使用量增長，半導體需求上漲，對金屬的需求也隨之增加。這是因為電子設備的控制元件依賴定制化的半導體材料，但如果沒有稀土元素，半導體就無法生產。
儘管這些金屬元素稀有且重要，但往往被人們無意間丟棄，比如廢舊手電筒、U盤、充電插頭和電纜，甚至手機等小型電子設備常常作為生活垃圾被丟棄，而不是送到回收站進行回收。在日常生活中，生活垃圾通常會被熱處理，即焚燒。但這種處理方法並不能有效回收其中珍貴的原材料，它們存留在爐渣和粉煤灰中，被填埋後脫離循環系統，無法被重新應用於工業製造。因此，奧迪環境基金會資助了全新研究項目，以選擇性萃取工藝提取銦、鎵和錫。該項目旨在從生活垃圾焚燒後形成的粉煤灰和爐渣中提取金屬，用於新產品的生產。通過這種循環再利用的方式，首先可以減少對地球資源的開採，其次可以減少採礦對環境的影響以及礦石和熟料（即原材料等價物）在進行國際貿易時產生的排放。
定制鑷子頭準確提取金屬離子
來自弗萊貝格工業大學的化學專業博士生Betty Leibiger正在研究基於選擇性萃取法的新型循環工藝。“研究難點在於要製造出能與所需金屬離子特異性結合的分子，”Betty Leibiger解釋道。簡而言之，她必須研製出一種特殊形狀的“鑷子”，從粉煤灰溶液中提取出所需的金屬離子，再進行分離。每個定制的“鑷子頭”（術語為“配體”）只適配一種特定的金屬離子，比如銦。“然後我們可以使用一種酸使’鑷子’釋放離子，”Betty Leibiger繼續解釋道。這種方法可使單個金屬離子逐漸從混合物中分離出來，並達到技術應用所需的純度。
“在現階段，項目的重點是研發出合適的’鑷子頭’，然後進行小規模測試並不斷優化。”Betty Leibiger表示。完成優化後，該工藝就可以大規模使用。後續，實驗人員將使用真實的粉煤灰或其再加工後的浸出溶液進行提取實驗。
資源合理利用的環保意識
按照計劃，該項目和相關的博士論文撰寫將歷時三年，來自奧迪環境基金會的資助將持續到明年。“原材料並非用之不竭，所以如何節約格外重要，特別當回收後的大量原材料可以重新投入到工業生產中時。這項新型工藝不僅科學推動了資源回收循環的建立，還將傳統的環保主義與創新技術相結合，這與我們的綠色創新理念完美契合。”奧迪環境基金會董事總經理Rüdiger Recknagel表示。該項目的其中一個目標就是提高合理利用原材料的環保意識。
除此之外，奧迪環境基金會還支持了許多項目來提高對原材料浪費的社會認知，並就如何節約給出創新建議。
例如，奧迪環境基金會資助的德印合資初創公司Nunam致力於將廢舊電池轉變為移動儲能裝置，曾利用奧迪e-tron測試車上的兩塊廢舊電池模塊，組裝出太陽能納米網。該方法既節約了資源，也節省了回收和生產新電池所需的能源。
針對海洋塑料污染這一全球性環境問題，奧迪環境基金會與綠色初創企業CLEAR RIVERS一起，在河流和港口安置垃圾收集器，地點包括布魯塞爾-沙勒羅瓦運河、布達佩斯和鹿特丹，從源頭防止塑料垃圾進入大海。收集的垃圾會在分類後進行回收利用。
閉環理念在奧迪“可持續提取高科技元素（Sustainable extraction of high-tech elements）”項目中發揮著重要作用。奧迪環境基金會正攜手弗萊貝格工業大學，研究提取鎵、銦、鍺等高科技金屬以及稀土元素的創新方法。
資料來源:奧迪