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变废为宝!欧洲大学生欲建造“人造火山”回收电子垃圾

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 Winnie Lee • 2019-11-11 09:24:55 来源:前瞻网 E2816G1
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火山喷发是壮丽的情景,常令人们对其怀有害怕而又好奇的特别心情。但人们对于火山及其在地球生态系统中扮演的角色则知之甚少。

欧洲大学生戴尔克·范·米尔(Dirk van Meer)成立了一个团队来建造一座火山——一座真正的火山,可以帮助欧洲更接近一个可持续的、资源独立的未来。

钴和锂等贵金属是智能手机和笔记本电脑等所有现代电子设备的基本元件。专家们认为,按照目前的开采速度,这些金属将在35年内耗尽。

考虑到回收贵金属的成本之高,目前只有20%左右的贵金属是从废物中回收的;剩下的则被扔进了亚洲或非洲的垃圾填埋场。

荷兰埃因霍温工业大学的戴尔克·范·米尔(Dirk van Meer)团队与跨国钢铁公司Nyrstar和塔塔钢铁公司合作开发了一种新的熔炼技术,这种技术将使回收贵金属不仅是一种环境可持续的行动,而且在经济上也是可行的。

他们的解决方案被描述为一个人造火山,模仿地球数百万年来回收垃圾的方式。荷兰将于2020年8月建成第一个使用该技术的回收工厂。

“建筑师的灵感来自蜂巢结构来设计房子,那么我们为什么不模仿火山循环利用贵金属的方式呢?”范·米尔表示。

在火山中,废物流在高温下被燃烧,然后通过熔岩流返回地球表面。

范·米尔的团队正在建造一个可以在同样的高温下熔化金属的反应堆,从而产生含有大量有用材料的“熔岩流”。

“在火山内部,这个过程需要数百万年。而我们希望在三周内完成。”

虽然范·米尔只有20岁,但他已经研究电子垃圾回收这个课题超过4年了,被认为是该领域的专家。

16岁时,他写了一篇关于这个主题的高中简介论文,并因此获得了一个地区奖项。

他称:“我的高中并没有真正理解这门学科。一开始他们想给我一个不及格的分数。”

在很长一段时间里,范·米尔无论走到哪里都被人嘲笑。

直到他接触到创新空间(innovationSpace),这是一个大学项目,学生们组成团队,应对公司提供的现实生活挑战。

在创新空间,他创建了学生团队CORE,让他的人造火山项目重现生机。在两年的时间里,这个团队的成员从3人增加到30人。

该团队的反应堆利用电能将废物加热到1600华氏度,这是大多数能源丰富的废物的点火温度。

CORE团队熔融技术的独特之处在于,化学点火反应将温度进一步提高到最高3500度,而不需要额外的能量。

“在那样的高温下,几乎所有东西都会坍塌成基本元素,”凡·米尔解释道。

由点火反应产生的湍流也确保了所有熔化的成分混合,最终在不同的层离开反应堆,作为熔岩流通过底部的水龙头。

技术上的挑战是确定提供给反应堆的废物流的确切成分。

范米尔解释说:“只有当废物流的热量值超过一定的阈值时,才会发生点火反应。我们使用计算机模型来计算工厂接收到的所有废物的热量值。根据这些数值,它可以确定高能量和低能量废物之间的适当组合,这样我们就知道每个废物流需要多少来供给反应堆。”

一旦反应堆达到了必要的启动温度,化学点火反应就会保持热量。

“就像普通的营火一样,你只要添一根新木头就能使火继续烧。在我们的例子中,这种木材是一种新的废物流。”

除了贵金属,CORE团队还希望处理其他以前“不可回收”的废物流,如被污染的土壤、污泥和化学废物。

通过在熔化过程中添加或减少氧气,学生们声称他们能够准确地确定他们的人造火山产生的熔化产物(熔岩流)。

除了贵重金属和炉渣(熔炼过程的副产品,通常用作建筑材料)之外,他们还打算生产第三种由黑曜石组成的矿物流。

“黑曜石的伟大之处在于它可以捕获和储存二氧化碳,”范·米尔说,“它可以被用来收集汽车排放的废气。”

尽管他们做出了乐观的预测,但CORE团队还没有在发电厂那么大的规模上证明这项技术。

现实往往是难以驾驭的,范·米尔承认,总有技术达不到要求的风险。

尽管如此,这个团队还是成功地说服了荷兰的三个省、一家大银行和几家公司来投资他们的想法。

第一笔1600万欧元的资金已经到位,将用于资助代尔夫齐尔镇的一家回收工厂。塔塔钢铁(Tata Steel)和挪威锌业跨国公司Nyrstar等大公司也加入了进来。他们将从反应堆产生的金属流中提取贵金属。

那么,如果工厂不能交付呢?米尔称:“你仍然可以把它作为一个普通的以电能为基础的金属冶炼厂来使用,所以它不会完全浪费金钱或资源。创新总是有失败的风险,但这并不意味着不应该尝试好点子。”

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