Byminedrift for at reducere miljøaftryk af forbrugsvarer

Minedrift er ikke den eneste måde at udvinde værdifulde metaller på. Snart, de kunne i stigende grad genvindes fra affald, at reducere behovet for nye råmaterialer og hjælpe Europas overgang til en kulstoffattig økonomi.

I EU, mange råvarer, der er nødvendige i industrien, fra bilfremstilling til medicinske implantater, er importeret fra udlandet, da de ikke er tilgængelige lokalt. Flere af komponenterne i computere og mobiltelefoner, for eksempel, er typisk hentet fra Kina. Og efterspørgslen efter disse varer er stigende, efterhånden som folk opgraderer til nyere modeller hvert par år.

På samme tid, selvom, folk bliver lige så hurtigt af med elektronik. 'Hvis vi kunne lave nye ud af de gamle, det er en måde at tage disse materialer i brug igen, sagde Dr. Cord Fricke-Begemann fra Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT i Aachen, Tyskland.

Noget elektronik genbruges i Europa, men processen er rå. Det involverer at smelte enheder sammen i en ovn og fokuserer på at fjerne de mest værdifulde metaller, typisk kobber, sølv og guld.

Dr. Fricke-Begemann og hans kolleger ønsker at give flere råvarer et nyt liv. Som en del af ADIR-projektet, de ser på måder til automatisk at adskille elektroniske enheder såsom mobiltelefoner, som i øjeblikket er en stopklods for at genvinde mange af deres dele.

'Der er hundredvis af forskellige typer mobiltelefoner, så vi har brug for en enhed, der er fleksibel og kan håndtere dem alle, sagde Dr. Fricke-Begemann.

Tantal

De er i øjeblikket ved at bygge en maskine, der vil være i stand til at åbne en mobiltelefon og fjerne dens komponenter. Næste, en laser vil blive brugt til at aflodde komponenter fra det elektroniske printkort, før de sorteres efter type. Tantal findes i kondensatorer, for eksempel, mens nogle andre komponenter indeholder neodym. Forskellige dele skulle så behandles på forskellige måder for at gøre dem genanvendelige.

'Idéen er at have en maskine, der kan skille to mobiltelefoner ad på et minut og tage de vigtige ting ud hurtigt, sagde Dr. Fricke-Begemann.

Genvinding af materialer fra elektronisk affald, så de kan genbruges andre steder, er populært kendt som urban minedrift. Det er en del af det, der er kendt som den cirkulære økonomi, hvorved biprodukter fra en industriel proces tilføres en anden.

Ved at åbne op for en anden kilde til råvarer, urban minedrift kunne også give producenterne et større valg af, hvad de skal bruge. Magnesium, for eksempel, som er lettere end aluminium, er værdsat for sin lette vægt, men udover at blive brugt til at lave forskellige bildele, det er ikke blevet overtaget af mange andre industrier i Europa.

En af dens største ulemper er dens svingende omkostninger:kun tilgængelig som import fra Asien, dens pris kan variere meget fra uge til uge. Som resultat, den rangerer højt med hensyn til både økonomisk betydning og forsyningsrisiko.

'Det er et mareridt for indkøbsafdelinger, sagde Blanca Araujo Perez fra Foundation for Transport and Energy Research and Development (Cidaut) i Valladolid, Spanien. Hun koordinerer REMAGHIC-projektet, som har til formål at genvinde metaller fra industriaffald.

Araujo Perez og hendes kolleger mener, at genanvendelse af magnesium kan hjælpe med at udvide dets brug. Planen er at genvinde det fra metalrester i støberier og kombinere det med sjældne jordarters metaller som lanthan og cerium, som de genvinder fra lysstofrør, katodestrålerør og nikkel-metalhydrid-batterier. Disse legeringer ville forbedre magnesiums fysiske egenskaber, såsom dets tilbøjelighed til at korrodere, samtidig med at omkostningerne stabiliseres.

Bagklap

I fremtiden, magnesium kunne blive det foretrukne metal i mange sektorer. Som en del af REMAGHIC, en prototype af en bagklap er ved at blive designet for at vise, hvordan den kan bruges yderligere i bilindustrien.

Det lover også til brug i medicinske implantater og er ved at blive testet til at skabe et håndledsimplantat. Sammenlignet med titanium, som er meget brugt, det minder mere i styrke om knogler, og det nedbrydes biologisk. 'Hvis du havde en skrue lavet af magnesium i dit håndled, du behøver ikke en anden operation for at fjerne det, sagde Araujo Perez.

Problemet

Europas økonomi afhænger af råmaterialer, da alle industrier kræver råmaterialer. De er også centrale for teknologiske fremskridt. Smartphones, for eksempel, indeholder op til 50 forskellige metaller, og vedvarende energiinfrastruktur, såsom solpaneler og vindmøller, kan ikke bygges uden tellur, gallium og neodym.

Mange råvarer, imidlertid, hentes fra udlandet, da de ikke er tilgængelige i Europa, eller er i begrænset udbud. Kina er den største leverandør, i øjeblikket leverer 49% af kritiske råvarer. Afhængigt af import kan det være risikabelt, især når vanskeligheder med udvinding og forarbejdning er sandsynlige.

Risikoreducerende tiltag omfatter at finde på måder at genbruge råvarer på og finde egnede alternativer. Genbrug er især interessant, da det også reducerer industriens miljøpåvirkning. EU har allerede investeret over 200 mio. EUR til forskning og innovation med det formål at udvikle bæredygtig produktion af primære og sekundære råmaterialer som en del af Horisont 2020-finansieringsprogrammet.