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揭秘神奇手机炼金术 1吨旧手机炼450克黄金(图)

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  随着科技的发展,作为人们生活必需品的手机更新频率也是不断加快,即使不是时尚一族,许多家庭也存有多部废旧手机。记者通过调查发现,因为涉及隐私外漏、污染环境等多方面隐患,多数人不愿意找小商小贩处理手机;在没有政策支持、无害化处理废旧手机成本高昂的情况下,从事废旧手机回收的正规企业面临着重重困难。

  日本有一部著名的漫画名为《钢之炼金术师》,漫画说的是两名著名的炼金师为了让母亲复活挑战炼“金”术中最高技术——“人体炼金”的辛苦历程。手机“炼金”虽然没有漫画中“大炼真人”那么困难,但是在现实生活中,人们通过传统方式从废旧手机中“炼金”时,产生高污染的“毒”气、废液,却如同漫画中的“反弹效应”那样带来毁灭性的健康灾难。

  有没有这样一种“炼金术”,能将废旧手机中的贵重金属提炼出来,又不会造成污染?在记者的多方寻找下,终于在青岛科技大学环境与安全工程学院的实验室找到了一名技艺高超的“炼金师”,她正在修炼这一“绝技”。昨天,记者走进了看似普通的“炼金”室,了解“炼金师”利用微生物提取贵重金属的“双赢秘笈”。

  海洋博士转行“炼金”

  一个厚实的反应釜内,在炽烈火焰的烘烤下,黄橙橙的金豆豆从浑浊的液体中慢慢析出……记者采访前,脑海中曾经浮现出这样的炼金场景。但是当记者来到青岛科技大学环境与安全工程学院的实验室,却发现“炼金”实验室和相像的完全不一样。一间20平方米左右的实验室,几个装满各种实验器皿的大柜子,一排老式的木桌上放着一个显微镜,一台洗碗机大小的恒温振荡仪,晶莹透亮的实验烧杯是“炼金”的主要工具,这些几乎就是该实验室的全部家当。

  记者见到废弃电子产品各种金属资源循环回收利用研究项目负责人李晶莹副教授时,她正在对着显微镜“监视”着微生物“淘金工”的工作情况。而作为对各种“炼金术”都了如指掌的项目负责人,她却谦虚地表示自己还不敢称为专家,因为她也是半路转行当“炼金师”的。

  作为岛城最早一批研究电子垃圾资源化技术的科研人员,她原本的研究主项并不是电子垃圾。李晶莹在中国海洋大学取得海洋化学专业博士学位后,从2003年7月开始在青岛科技大学从事教学、科研工作,在这期间她一直从事地球化学、环境科学等多学科交叉的研究,然而在生活中发现的一些问题,让她选择了电子垃圾资源化处理作为主要研究方向。

  “不说别人,就是我也有五六部废旧手机找不到正规的处理渠道。就在我为处理废旧手机发愁时,我看到了广东一些高校和环保机构对电子垃圾处理重镇贵屿做的一项健康调查,结果显示贵屿空气中的二噁英含量是正常值的数倍,饮用水的重金属含量也严重超标,这些都给当地的居民带来了严重的健康问题。随着电脑、手机越来越普及,我认为电子垃圾的回收问题值得我们重视。”李晶莹介绍了她研究处理电子垃圾的原因。

  除了电子垃圾带来的污染问题,李晶莹从另一个角度还发现了废旧手机值得关注的价值点。经过查阅资料并通过专业仪器测试,她发现电子垃圾并不是一种普通废物,是一个含有金、银、铂、铑等稀贵金属及铜、铁、镍等基本金属的资源富集体。随意搜集的1吨电子板卡中,就含有大约272千克塑料、130千克铜、0.45千克黄金、41千克铁、30千克铅、20千克锡、18千克镍和10千克锑,因此,电子垃圾可称是一种“高品位”的矿石,可资源化程度很高,具有极高的经济效益。

  虽然电子垃圾是“富矿”,但李晶莹忧心地告诉记者,电子垃圾目前进行环保处理成本还很高。中国是电子产品的生产和消费大国,近几年电子废弃物数量在剧增的同时,一些不愿承担环保成本的国家非法向中国出口电子垃圾,南方一些小城镇在收购了大量电子垃圾后就用传统方法“炼金”,结果这些炼金小镇支付的环境成本远远高于金钱上的收益,所以研究成本低、无污染、易操作的手机“炼金”方法成为她和很多科研人员的主攻重点。

  “炼金术”第一层

  十八般“物”艺外力取金

  在众多的炼金术中,机械处理技术是历史最悠久的从电子垃圾中回收金属的技术。自20世纪90年代以来,该技术已经在欧美国家实现了工业化运用,我国“炼金师”也逐步掌握了这一技术。这种取金方式主要是根据粉碎物料中各组成物的物理特性(如密度、粒度、导电性、导磁性及表面特性等)的差异性,采用质选、磁选、电选、涡流分选、形状分选、光学分选、气力分选等技术,在磁力、电力、风力的外力作用,来分离电子废弃物中的金属和非金属,使其中的有价金属得到充分的富集,从而极大限度地将其回收,而且在回收处理过程中二次污染小,成本低廉。但这是一种低等的“炼金术”,由于废物各组分不同物理特性的重叠,而无法实现金属之间的完全解离。“一般情况下,机械处理只能作为金属单质回收的初始和辅助手段。”李晶莹介绍说。

  “炼金术”第二层

  火中取“金”毒烟伤人

  除了机械处理技术外,火法冶金也是早期应用于电子废弃物提取金属的工艺技术,这也是我国一些电子垃圾处理小作坊经常使用的一种“炼金”方式。但自上世纪90年代以后,由于电子科技的高速发展和贵重金属资源的供求矛盾日益凸显,贵重金属在电子产品中的含量不断降低,采用该技术回收电子废弃物中的贵金属的利润日渐微薄,而且技术本身也存在严重二次污染、铜以外的金属回收率低等,因此已逐渐在国外被淘汰,但是在国内却成了一些小作坊的赢利点,在他们通过这种方式炼金的同时,也给周边环境带来了严重的污染。电子垃圾焚烧对空气的污染究竟有多严重?李晶莹给记者看了一份团队成员的研究论文,记者读完后倒吸一口冷气。

  原来,电子垃圾中除了含有铅、汞、铬、镉、镍等几十种金属外,还有聚氯乙稀、聚乙烯、丙烯腈、丁二烯、苯乙烯聚合物、聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯对苯二甲酸酯、聚碳酸酯、尼龙和聚酰胺、人造橡胶等多种塑料,以及溴化阻燃剂、调色剂、表面涂层等,可以说电子废弃物成分复杂。以卤素阻燃剂为例,由于其在燃烧或加热过程中会成为潜在的二噁英来源,因此含有卤素阻燃剂的材料已经被一些国家确定为有毒污染物,需要特殊处理,以降低环境危害。但实际情况下,一些电子垃圾小作坊在将电子垃圾的金属富集物和非金属富集物分离过程中,并没有将卤素阻燃剂处理就直接焚烧,结果在焚烧过程中产生了大量的二噁英。

  “炼金术”第三层

  “烈”水化“金”易添病

  与热处理技术相对应的是湿法冶金技术,湿法冶金技术的基本原理也不难理解,就是将破碎后的电子废弃物颗粒置于水溶液介质(如酸、碱等溶液)中,通过化学或物理化学作用而实现提取目标金属的化学冶金过程。李晶莹告诉记者,该技术的研究始于20世纪60年代末,当时回收的目标主要是金、银等贵金属,但可能存在回收难度大、在商业运作上获利微薄、而且环境污染严重等原因,其研究进展一直相当缓慢。直到20世纪80年代后,由于人们环保意识的提高,并从电子废弃物中回收贵金属已有利可图,目前大部分的研究主要集中在金、钯、铜等稀贵金属和基本金属的回收。但是湿法冶金方法除了工艺较为复杂,化学试剂耗量大、易腐蚀设备,而且废液容易造成二次污染。

  电子垃圾小作坊也经常用“王水法”将金属富集物中的金属提取出来,但是在这个过程中,铅、铬、镉等重金属也可能被同时提取出来,对这些物质小作坊没有能力处理,往往将废液直接倒掉。而重金属铅在环境中富集,对动植物和微生物有严重的慢性毒害,其毒性主要是损害神经系统、血液系统、肾脏和干扰内分泌系统。镉的化合物被列为有毒物质是由于可能对人体产生不可逆的损害,它可能在体内富集,尤其在肾脏中。汞进入水体后,可转化成甲基汞,通过食物链在生物体内富集,可导致人的神经系统慢性损伤,20世纪50年代发生在日本的震惊世界的水俣病,就是由于汞污染造成的。

  从电子垃圾中提炼黄金,李晶莹和她的研究团队曾经选取了湿法冶金技术中四种环境危害较小的炼金方法进行试验,测算经济效益。在试验中他们发现,碘化法浸金率较低,所以只对存在铜和氨条件下硫代硫酸盐法、硫代硫酸钠法添加氯化钠法、硫脲法三种方法进行了分析。在忽略实验过程所产生的废水处理成本的情况下,按照黄金价格每克330元计算,该试验团队发现通过三种方法处理1吨废旧电脑线路板所得到的利润是3090元,而手机线路板的含金量要高于电脑线路板,所以手机电路板提取黄金的价值肯定会高于这个数字。

  李晶莹告诉记者,这样的试验是在实验室精密仪器由专业操作人员完成的,在工业化生产中,可能达不到这么好的效果,但是一旦形成规模化生产,其利润也会很可观。正是因为如此,所以有很多人热衷收集电子垃圾炼金。虽然随着科技发展湿法炼金的技术也在不断提高,使用的化学试剂也从剧毒的氰化物变成了低毒性、低腐蚀性的试剂,但是不论使用硫代硫酸钠还是用碘化物,都在贵重金属回收的过程中会将电子垃圾中的铅、铬等重金属提取出来,废液产生二次污染的问题依然无解。

  “炼金术”第四层

  神秘生物吞金吸铜

  在各种传统方法都存在问题的情况下,李晶莹和她的研究团队开始寻找新的炼金方法。而在科学世界中,有一门“绝技”虽然无形无色,研究与利用的时间不长,但是其应用范围已遍及基因工程、化学工程、食品工程、矿物工程等多个领域,这一绝技就是生物技术。

  利用生物技术炼

  “金”的基本原理是利用某种微生物或其代谢产物与电子废弃物中的金属相互作用,产生氧化、还原、溶解、吸附等反应,从而实现回收其中的有价金属。在李晶莹的实验室中,记者发现了一些如面粉状的青黑色粉末,而这些粉末就是被粉碎的电子垃圾。李晶莹告诉记者微生物与大块的板材反应效果不佳,所以必须将电子垃圾磨成粉尘或微细颗粒,微生物和电子垃圾才能够发生反应。

  在微生物的“食物”准备好以后,神秘的“主角”终于登场了。李晶莹的实验助手从恒温振荡仪中取出了一个装有黄色液体的实验瓶,瓶中装有淡黄色的液体,而能够将铜从电子垃圾中析出的氧化亚铁硫杆菌就溶解在这液体中。实验人员将电子垃圾粉末装入实验瓶中,又将实验瓶放入恒温振荡仪中,随后氧化亚铁硫杆菌就开始了自己的工作,将金属中的铜慢慢析出。

  将金银从电子垃圾中“淘”出道理基本类似,只不过“主角”换成了氰细菌。在氰细菌将金子从金属富集体析出后,试验人员再将其通过萃取、电解的方式将液态金转化为固体金。“通过生物技术处理电子垃圾最大的好处就是这些微生物比较专一,用于分解金的氰细菌绝对不会将铅‘顺手’取出,分解金银的微生物也不会将铬带到溶液中,这样处理不但金属回收率高,而且还环保。”李晶莹介绍说。

  除了环保外,反应所需的微生物也不难找。以提取铜的氧化亚铁硫杆菌为例,这种微生物来自于酸性煤矿水,而且它是在PH值为2的环境下生存,不但容易获得,而且还容易培养。氰细菌虽然需要购买,但是其菌源只花费1000元左右,但氰细菌在培养时容易产生杂质菌,对于外部环境要求较高,所以还不能轻易“露面”。通过实验表明,通过微生物技术“炼金”是可行的,而且设备简单,且在回收过程中能耗低、二次污染小,具有很大的发展潜力。

  “淘金实验”时断时续

  在记者阅读李晶莹研究团队的论文时发现,虽然该团队很早就开始重视废旧手机电路板的研究,但是其很多研究数据都是以电脑电路板为原料得出的。而且在她的实验室中,记者只看到了两块废旧电脑的电路板,而没有发现废旧手机的电路板。对此,李晶莹也很头疼。因为虽然现在废旧手机很多,但是她却没有正规的渠道能够大量购买。好不容易在手机店找到一些,店主还趁机要高价,在没有充足原料支持的情况下,废旧手机电路板的研究也是时断时续。

  “其实我们也很无奈,因为手机电路板中金、银等金属的含量和电脑电路板中的含量还是有不小的差别,在废旧手机大量出现的情况下,我们也想做针对性研究,可是手机电路板较小,一旦研究展开,电路板的消耗量会很大,实验原料确实是个问题。”李晶莹介绍说。

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2012-05-17 11:09:33 来自青青岛社区 法律声明 回复 | 引用 | 编辑 | 举报

{2045}

2012-05-17 12:25:09 来自青青岛社区

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2012-05-19 23:41:00 来自青青岛社区

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2012-05-20 17:22:40 来自青青岛社区
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am
1537731325

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2012-05-21 18:23:47 来自青青岛社区

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2012-05-29 02:35:25 来自青青岛社区
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2012-06-04 01:40:20 来自青青岛社区
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