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Case 9: Main Focus on this case | 重要焦点

本文探讨了蓝色经济中的城市采矿概念,重点是通过回收电子废物(e-waste)中的金属而无需传统采矿。在美国,电子废物每年激增至4.5亿台,回收率不足10%。电子废物中含有比天然矿石更高浓度的贵金属,如金、银和铜。科学家们开发了利用微生物和螯合剂高效提取这些金属的方法。先锋公司Prime Separations创造了一种具有成本效益的连续提取系统,该系统在常温条件下运行,显著降低了能耗。他们的方法包括为垃圾填埋场设计现场金属回收系统,将电子废物管理转变为盈利项目。这一创新不仅减轻了环境危害,还延长了填埋场的使用寿命,创造了就业机会。通过利用城市采矿,蓝色经济能够降低成本,增加收入,并促进可持续发展。

The article explores the concept of urban mining within the Blue Economy, focusing on recycling metals from electronic waste (e-waste) without traditional mining. In the United States alone, e-waste has surged to 450 million units annually, with less than ten percent being recycled. E-waste contains valuable metals like gold, silver, and copper at higher concentrations than natural ores. Scientists have developed methods using microbes and chelating agents to extract these metals efficiently. Prime Separations, a pioneering company, has created a cost-effective continuous extraction system that operates at ambient conditions, significantly reducing energy consumption. Their approach involves on-site metal recovery systems for landfills, turning e-waste management into profitable ventures. This innovation not only mitigates environmental hazards but also extends landfill lifespans and creates job opportunities. By leveraging urban mining, the Blue Economy can reduce costs, enhance revenues, and promote sustainable development.

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Case 9: Contents | 案例内容

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市场

在过去的 10 年里,大约 30 亿台电子设备在美国宣告报废。电子垃圾的数量已经增加到每年 4.5 亿个单位。

美国消费者每天丢弃的电脑超过 11 万台。电子垃圾日渐成为了垃圾填埋场和焚化炉中最常见的一种固体城市垃圾,而且增长速度也日益增长。不幸的是,这些垃圾中平均只有不到 10% 受到回收处理。2012年全球电脑销量达到 4.26 亿台。在现代家庭中,电子设备的生产比其他任何产品都要消耗更多的能源、金属和化学物质。

与冰箱和电视机等大多数家用电器不同,电子设备的大部分能源消耗产生于制造阶段,大约有81%的能源消耗集中在此,而使用阶段的能源消耗不过19%。电子垃圾较之矿石金属,有更高的平均浓度。从电脑获得到的一吨电子垃圾中所含黄金要比17吨矿石中的黄金含量要多。手机的大量使用也值得关注,6000 部手机中包含 3.5 公斤银、340 克黄金、钯 140 克,130 公斤的铜。换句话说,若日本消费者已经丢弃了超过 10 亿部手机,那么相当于同时还丢弃了 3500 吨白银。而每个欧盟公民每年会产生40 公斤电子垃圾。

面对如此巨大的金属垃圾量,各个金属回收公司在一个个大小不等的场地忙碌地从事着废金属的收购、分选、打包、装运等工作,他们既从事国内废料的回收,又在国内资源回收量尚为有限的情况下,大量收购经过初选及拆解后的进口废金属。

对公众健康构成切实威胁的汞、铅、镉和阻燃剂等重金属受到广泛关注,另一些人会对加工材料中蕴含的能量,以及回收利用的机会进行评估。截至2015 年,电子废品回收市场较之以往增长了两倍,市值达到 147 亿美元。废弃印制板的价格在 2010 年 1 月达到每磅 5.36 美元的历史新高,比之前同期高出 50%。这个估值属于内嵌在板的金属价值。

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创新

微生物有螯合的能力。螯合作用是指细菌对特定金属的亲和力。数百万年来,随着岩石、矿物和土壤中金属的迁移,微生物也一直活跃在这些过程之中。

通过活细胞净化和金属加工,这些金属能够产生酶、维生素和基因。活细胞不仅能加工金属,还能够识别并结合特定的金属,因此,如果一个人将电子垃圾粉碎成颗粒足够小的灰尘,并创造一种介质将金属结合到表面,一个人可以得到纯金属回收废弃的电子产品,而这个过程不需要熔炼。

加拿大蒙特利尔麦吉尔大学欧文·德沃教授(Irving de Voe)等科学家研究了引起脑膜炎的细菌。欧文博士的数据显示,这种微生物在获取铁、铜和锌等金属方面极为有效,并很快意识到有许多生命形式可以清除金属。他和他的同事们设计了容易与42种不同金属产生反应的多孔玻璃拍子,包括铬、镉、铜和汞。然而,他们的处理过程被证明过于繁琐,过程中涉及所耗费的资本和运营费用太高,甚至无法与市场上飙升的黄金价格争。

亨利·科列辛斯基(Henry Kolesinski)和罗伯特·库利(Robert Cooley)分别是宝丽来(Polaroid)和沃特斯联合公司(Waters Associates)的前研究员,作为薄膜技术专家,他们设计了一种简单的机器,可以将带珠子的批处理过程转化为在薄塑料片上连续提取金属的过程。他们所属公司前身是美国的优质离析公司(Prime Separations),其设计了一个体积较小,资本投入较少,成本较低的设备,可以粉碎日本手机为同和矿业公司(Dowa Mining)提供金属。此外,与其他金属回收方案不同的是,该分离技术是在环境温度和压力下运行的。

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第一笔资金流

如何建立一个管理体系,既能覆盖浪费流和成本,又不会不断增加纳税人的负担。

优质离析公司的第一笔收入是现场金属回收系统的设计。各国政府都渴望了解如何减少储存的大量电子垃圾,并避免有毒浸出。如何建立一个管理体系,既能覆盖浪费流和成本,又不会不断增加纳税人的负担。

金属回收是指从废旧金属中分离出来的有用物质经过物理或机械加工成为再生利用的制品,是从回收、拆解、到再生利用的一条产业链。金属回收产业形成了一个完整的产业链及再生利用生态圈。

优质离析公司要做的是提供咨询服务,提高评估潜力和制定收入流,同时改善绩效,为风投公司创造第一份收入。尽管每个人都知道一吨电脑从嵌入价值来看的潜在价值是 15000 美元,然而,成功的关键是基于多种收入来源的现场网络处理单元,以及将昂贵的风险管理转化为现金的单位。

由于未来全球金属资源需求将会大幅上升,全球需要重新考虑金属的循环利用和建立金属回收系统以减轻对环境的负面影响。

金属开采和冶炼除给环境带来影响外,还占用全球7%到8%的能源供应。回收比初级生产金属消耗更少的能源,同时降低对矿产开采地的整体影响。金属回收还可以减少对低品位矿石的需求,避免未来稀缺的一些贵金属的开采。

理论上,金属几乎可以无限制地回收,因此,金属回收给环境保护、能源和水的利用带来了一个非常重要的机遇,并为向低碳、资源节约型的绿色经济过渡做出贡献。

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机遇

机会始于每个垃圾填埋场和电子垃圾堆积场安装分离装置,而且是长久存在的机会。

就像新墨西哥州的泥石公司(Earth Stone Inc.)在阿尔伯克基的垃圾填埋场建立了处理部门一样,优质离析公司可以将其处理系统集中在同一地点,产生额外的收入,并进一步减少现场的负担。垃圾填埋场的建设流程包括选址、设计与施工、填埋废物入场条件、运行、封场、后期维护与管理和污染物控制和监测等方面的程序。而优质离析公司的做法延长了垃圾填埋场的可行寿命,减少了土壤污染的危险,同时也防止将毒素排入地下水中。垃圾填埋场及其周围的土地成本很低,资源的交付是有保障的,最终加工金属的收入也能够得到保障。

这一创新的实施将很快矿投入到山垃圾填埋场中。虽然电子垃圾流量不会有任何减少,但垃圾填埋场所能产生的价值如此之大,很快就能够通过现场处理进行深度挖掘。金属不能焚烧,因为空气中的金属微粒是具有剧毒的。发展中国家有机会对所有的电子垃圾进行处理,并刺激像优质离析提议公司那样的公司建立金属处理设施。反观南非矿业公司,只要抓住建立金属回收处理设施这一绝佳的机会,它们就能够创造更多就业机会,创造更多价值。

电子废弃物包含多种有害物质,所以不能简单地将它送到垃圾焚烧炉进行焚烧。另外,电子废弃物中也包含可以回收再利用的部分,属于可回收垃圾。做好回收利用,可以变废为宝。如果我们考虑减少钢铁需求,将引进的钛丝几何应用于99.98%的纯金属回收提纯,其中也包括有毒的纯金属,那么我们就可以逐步见证蓝色经济减少成本和增加收入,为社会创造就业机会,并成为健康和社会资本建立的靠山。

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