人工火山能否解决电子垃圾回收问题?

 
当他12岁时，德克·范·梅尔(Dirk van Meer)迷上了父亲送给他的闪亮的黑色火山石。那块小小的黑曜石引起了人们对火山及其在地球生态系统中的作用的浓厚兴趣。他现在是一名大学生，已经建立了一个自己的团队，这是一座真正的火山，可以帮助欧洲更加接近可持续的，独立于资源的未来。
钴和锂之类的贵金属是智能手机和笔记本电脑等所有现代电子设备的重要组成部分。专家认为，按照目前的开采速度，这些金属将在35年内枯竭。考虑到回收贵金属的成本很高，目前仅从废物中回收约20%。其余的则堆放在亚洲或非洲的垃圾填埋场中。此外，大多数贵金属都是在中国开采的，造成了对地缘政治的不利影响。
范梅尔(Van Meer)来自荷兰埃因霍温技术大学的学生团队与钢铁跨国公司Nyrstar和塔塔钢铁(Tata Steel)合作开发了一种新的熔融技术，该技术不仅可以使贵重金属回收成为可持续的方法，而且在经济上可行。他们的解决方案最能形容为人造火山，它模仿了地球几百万年来一直在回收废物的方式。计划在2020年8月之前在荷兰建造首个使用其技术的回收工厂。
“建筑师从蜂巢结构中汲取灵感来设计房屋，为什么我们不复制火山的工作方式来回收贵金属呢?”上周我与范·梅尔(van Meer)交谈时却发问。在火山中，废物流在高温下燃烧，然后通过熔岩流带回到地表。范·梅尔(Van Meer)的团队正在建造一个反应器，该反应器可以在相同的高温下熔化金属，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。我们希望在三周内做到。”他说。
尽管van Meer只有20岁，但他研究电子废物回收这一主题已有四年多了，被认为是该领域的专家。 16岁时，他撰写了关于该主题的高中简介论文，并因此获得了地区奖项。他告诉我：“我的高中并不真正了解主题。” “他们想先给我一个不及格的分数。”
很长一段时间以来，凡·梅尔(van Meer)到哪里提出他的想法都被他嘲笑。直到他被介绍到novineSpace，这是一个大学项目，学生可以在团队中组织自己，以应对公司所提供的现实生活中的挑战。他说：“我立即爱上了社区。” “当我开始月球射击时，人们第一次没有抬起他们的眉毛。”在InnovationSpace上，他成立了CORE学生团队，将他的人造火山栩栩如生。在两年的时间里，团队从三名成员增加到30名成员。
该小组的反应堆使用电能将要回收的废物流加热到1,600华氏度，即大多数能量丰富的废物流的着火温度。 Team CORE熔化技术的独特之处在于，化学点火反应可将温度进一步提高到最高3500度，而无需额外的能量。 van Meer解释说：“在这样的热量水平下，几乎所有东西都坍塌成其基本元素。”引燃反应产生的湍流还确保所有熔化的成分混合在一起，最终形成不同的层，当熔岩流过底部的水龙头时离开反应堆。
技术挑战是校准提供给反应器的废物流的确切组成。范·梅尔(Van Meer)解释说：“只有在废物流的热值超过一定阈值时，才会发生着火反应。我们使用计算机模型来计算工厂收到的所有废物流的热量值。基于这些值，它可以确定高能废物和低能废物之间的适当混合，因此我们知道向反应堆供料需要每种废物流中有多少。
一旦反应堆达到必要的起始温度，化学点火反应便使热量继续流动。 “就像普通的篝火一样。您只需要戴上新的日志即可避免火灾。在我们的情况下，那条日志是一条新的废物流。”范梅尔说。除了贵金属之外，CORE团队还希望处理其他以前“不可回收”的废物流，例如污染的土壤，污泥和化学废物。
该团队的融化技术被称为“基本缩回”技术，最早是由荷兰工程师Leo Nevels发明的，他在2000年代中期使用该技术从用过的胶卷中回收了银。尽管Nevels的公司在2012年破产，但他从未发布过这项技术。 “从他的公司，我们看到了它的成功，”范·梅尔(van Meer)说。 “但是我们基本上必须对整个过程进行逆向工程。”
通过在融化过程中增加或减少氧气，学生声称他们能够准确确定其人工火山产生的融化产物(熔岩流)。除了通常用作建筑材料的熔化过程的副产品-贵金属和矿渣外，它们还旨在生产由黑曜石组成的第三股物流。 van Meer说：“黑曜石的最大优点是它可以捕获和储存二氧化碳。” “它可以用作捕获汽车排放物的道路的顶层。”
对于他们的所有乐观预测，CORE团队尚未证明该技术具有与电厂一样大的规模。实际情况常常是不守规矩的，van Meer承认，始终存在技术短缺的风险。尽管如此，该团队还是成功说服了荷兰的三个省，一家主要的银行和几家公司来投资他们的想法。为Delfzijl镇的一家回收工厂提供资金的第一笔1600万欧元(合1763万美元)已经获得保证。塔塔钢铁公司和挪威锌跨国公司Nyrstar等大公司也已加入。他们将从反应堆产生的金属流中提取贵金属。
那么，如果工厂无法交货怎么办? Van Meer：“您仍然可以将其用作基于电能的普通金属冶炼厂，因此永远不会浪费金钱或资源。创新总是有失败的风险，但这并不意味着不应该尝试好的想法。”