每天打開電腦是許多人的例行公事:開機畫面流暢地出現在液晶顯示器上,數秒之后你就能跟上世界的步伐。擔心枯燥無聊?戴上耳機來點音樂……一切都如此愜意自然。可惜在享受現代科技的同時,許多人忽略了它們背后的小秘密:我們看著屏幕卻看不見銦,戴著耳機卻觸不到釹。
銦?釹?你的第一反應可能是去請教百度。這并不稀奇,真正的“英雄”往往很低調。稀有金屬被稱為高科技產業的“糧食”,但對大多數人來說,只是元素周期表上的一些符號。事實上,即使你從沒聽說過鉿、鉭、鉺什么的也沒關系一一它們有可能一直都藏在你身邊。
物以稀為貴
是金子總會發光,何況比金子還稀罕的東西。
現存幾乎所有IT產品都有一個共同點:高度依賴稀有金屬。稀有金屬通常指在自然界中含量較少,或分布稀散,或難以分離提純的金屬元素。我們追捧的各種IT新產品離不開稀有金屬,越來越主流的綠色能源革命更是離不開它們。需求的不斷攀升很快將導致供不應求甚至緊缺,各種稀有金屬默默無聞的時代就快要結束了。
2010年6月17日,歐盟委員會發布題為《對歐盟生死攸關的原料》的報告,登上榜單的緊缺礦物原料包括銻、鈹、鈷、螢石、鎵、鍺、石墨、銦、鎂、鈮、鉑族金屬、稀土(包括鈧、釔和锎系共17種稀有金屬)、鉭和鎢。這些原料廣泛應用于移動電話、鋰電池、光纖光纜和太陽能面板中,是許多高科技產品和日常消費品中不可或缺的部分。
美國能源部隨后于同年12月發布《關鍵材料戰略》,重點關注風力發電機、電動汽車、太陽能電池和高效照明等清潔能源技術對稀有礦產的需求。報告將銦、銪、釹、鋱、鏑和釔(后5種存在于稀土中)等6種元素認定為“危急”狀態,即5年之內面臨斷絕供應的危險。另外3種元素鈰、锎和碲為“臨近危急”狀態。
無盡的追求
就目前正興起的新能源技術而言,一些關鍵組成部件如永磁體、光伏薄膜和熒光粉等,沒了稀有金屬根本寸步難行。雖然目前清潔能源技術所消耗的稀有金屬僅占總消費量的20%左右,但未來幾十年需求量倍增是可以預見的。
那么,我們能做些什么呢?
用更常見的原材料來取代稀有金屬的作用幾乎是不可能的。50年前,銪就被用來激發顯示器上的紅色光,釹磁鐵也已經有25年的歷史。人們從第一天起就一直在尋找它們的替代物,至今無入成功。
如此看來,回收再利用是一條必經之路,但目前卻收效甚微。聯合國環境規劃署今年5月發表的報告稱,僅有不到1%的稀有金屬能夠被回收利用?;厥章首畹偷慕饘偈翘柲茈姵刂袕V泛使用的碲和鎵,以及電動汽車和手機電池中的關鍵元素鋰。盡管電子回收在增長,美國絕大多數舊電子產品還是進了垃圾桶。美國環保署估計,2009年,超過82%廢電子產品的最終歸宿是垃圾填埋場和焚化爐。
資源匱乏的日本,為了得到稀有金屬而煞費苦心,在擴大回收方面做得最好??梢哉f,因為在資源回收再利用技術上的飛速進步,廢舊電子產品對于日本來說不亞于甚至超過天然礦藏。這就是近些年來日本資源戰略中的一個側重點一一開采“城市礦山”。
“城市礦山”
“城市礦山”的概念,首次出現于1988年,由日本東北大學選礦精煉研究所教授南條道夫提出。他把含有金、鉑等貴金屬以及鈀、銦等稀有金屬的廢棄電子產品形象地比喻為“礦山”。事實也是如此。很多城市里那些廢棄產品所含的資源總量之大,完全不亞于真正的礦山。
比起電視、洗衣機和冰箱這些大件來;手機、數碼相機與MP3等小型數碼產品中的貴金屬和稀有金屬含量更為豐富。據統計,從1噸廢舊手機中可以提煉400克黃金、2.3千克銀、172克銅。而通常情況下,開采1噸金砂僅能提煉出5克黃金。因此有人把“城市礦山”看成是高純度優良礦山,而靠工業文明發展起來的現代國家,都擁有一座座永不枯竭的“城市礦山”。
就如前文提到的銦,是制造液晶屏和觸摸屏必不可少的原材料。隨著IT業的發展,銦的需求量也越來越大,有資料顯示,現有的銦資源可能在十幾年后就將枯竭。因此在日本,含有大量氧化銦的液晶顯示器自然是回收的重點對象,甚至連含銦百萬分之一的廢水也沒有被白白放過。
大阪府立大學的科學家們使用一種生活在海中的微生物來“食用”銦離子,約半個小時的代謝后,細胞的表面會排出氫氧化銦。再用超聲波破碎細胞,即可方便地提取氫氧化銦。與傳統的酸浸法相比,該方法不但污染更小,而且成本也更低。
借助各種技術的幫助,目前日本的銦回收率已經達到80%以上。
人們已經習慣了以越來越高的成本和越來越難的技術,去開采數量越來越少的礦山。而當代表一次資源的礦山儲量逐漸減少時,作為二次資源的“城市礦山”卻因此逐步成長。圍繞著仍在不斷長大的隱形礦藏,有識之士正在嘗試新的開采模式,不但循環利用了稀缺資源,還順帶解決了部分環境污染問題,堪稱一舉兩