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開採城市裡的金山
 

【作者: CTIMES】   2015年05月20日 星期三

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圖一 :   城市裡蘊結著一座礦脈,等著我們去開採
圖一 : 城市裡蘊結著一座礦脈,等著我們去開採

城市裡,人們日以繼夜的穿梭來去,忙碌的步伐踩踏出一條條希望的脈動,接通了道路,串起了高樓,交織出一大片比星月還奪目的不夜地帶,然後迅速擴張。


而在這片成長、堅實又炫麗的不夜地帶下,蘊結著一座耀眼如同的礦脈,等著我們去開採,這座礦脈由人們餵養,也將餵養人們,我們稱之為城市採礦。


城市採礦是指從大量的廢舊電器(如手機和電腦)中,回收有價值的金屬、物料和其他有再利用價值的物品,包含建築廢料、生物廢物、廢紙、塑膠等。而其中最具經濟價值的物質則是貴金屬,黃金。


作為國際慣用的經濟資產,黃金始終有難以撼動的地位,即使在貨幣全面普及的現代,黃金依然是最重要、也最普及的有價物品;另一方面,由於其獨特的延展性與導電特質,使之成為重要的電子與工業材料之一,是科技產業不可或缺的關鍵材料。


傳統採礦效益難評

就因為「有價」、再加上「有用」,讓人們對於黃金的狂熱始終歷久不衰,也因為這股不減的熱潮,黃金的開採也一直是各國積極投入的重要事業。


相較於過去,當今的金礦開採方式已有了很大的改變,而最主要的不同,在於大型機械與電子化設備的使用。


圖二 :   機械化對開採速度有極大的提升,但提煉率卻沒有明顯改善
圖二 : 機械化對開採速度有極大的提升,但提煉率卻沒有明顯改善

在採擴場,現代化的大型機具與電子化設備已取代了傳統的爆破和人力挖掘,大量的礦石與礦砂被迅速的開採出來,不僅讓全球的黃金開採量逐年增加,也讓開採的過程更加安全和有效率。然而,機械化雖對開採速度有極大的提升,但對於黃金的提煉萃取而言,卻沒有明顯的改善,再者,鉅額的機具和設備投資,也讓開採一座礦脈的損益難以評估。


目前,全球黃金礦的黃金含量在不同地區有不同的數值,但平均多在5~10克/噸,也就是開採一頓的黃金礦,只能提煉出5~10克的黃金。


另一方面,雖然機械化和電子化改善了前端採礦過程的艱辛,但後端的提煉萃取卻依然存在著嚴重的環境汙染問題。汞與氰化物的使用,仍然存在目前的提煉流程裡,為自然與人體帶來極大的危害。


城市採礦是更好的選擇

而為了提供給採礦業一個更環保、更有效率的黃金提煉環境,台灣環保剝金技術供應商優勝奈米科技也正著手研究環保的提煉流程。在他們的製程中,透過使用其自行開發的UW-860環保剝金劑,優勝奈米科技從來自加拿大金礦區8克/噸,成功將黃金提煉率提升至9.6克/噸,多出現在加拿大採礦業的20%。


雖然技術的成果卓越,但這個提煉率其實遠遠低於使用廢棄PCB為原料的「城市採礦」。



圖三 :   使用UW-860環保剝金劑,優勝奈米科技成功將金礦石的黃金提煉率提升20%
圖三 : 使用UW-860環保剝金劑,優勝奈米科技成功將金礦石的黃金提煉率提升20%

「在客戶的實際回收案例裡,IC內的黃金都是使用焚燒方式取得。但是優勝奈米科技將IC用直接磨碎及使用UW-860環保剝金劑,可直接提煉黃金,萃取黃金的步驟如同金礦石的處理方式,相當於一噸可提煉1.7公斤的黃金;若是使用比重篩選分離過的IC物料,則提煉率可進一步提升至一噸可提煉9.5公斤。」優勝奈米科技總經理許景翔說


9.5公斤!這個提煉率著實令人目瞪口呆,但更大的優勢則是在投入的資本遠遠小於傳統採礦。你不需要巨大的開採機具,更不需要日以繼夜的頃運礦石,當然也不需要焚燒,沒有對環境和人體產生危害的剝金流程,你所需要的只是一般大小的廠房和簡單的設備。


另一方面,廢棄電子產品回收是產業綠色供應鏈中重要的一環,各國政府目前都在積極的發展中,希望能在產業中建立一套完整的回收流程,以解決快速成長的電子垃圾(e-waste)問題。


電子垃圾商機無窮

聯合國大學(UNU)在最新一期的全球電子垃圾監測報告(THE GLOBAL E-WASTE MONITOR 2014)中提到,掩埋四千一百八十萬噸的電子廢棄物,等於是掩埋了一千六百萬噸的鐵,一百九十萬噸的銅,以及三百噸的黃金,而這些貴重金屬的總值約等同於五百二十億美元。


這份報告裡明確的指出,城市採擴擁有極大的商機,而伴隨著電子垃圾數量的成長,城市採礦的價值也將隨之水漲船高。此外,隨著永續的城市採礦和電子垃圾回收的落實,也將會為社會企業帶來更多的機會。


而對電子產品的製造商來說,若能有效回收廢棄的零組件和原物料中的貴金屬,將能進一步降低企業採購物料的支出成本,優化整體的營運體質。特別是對PCB廠和IC封測業者來說,黃金等貴金屬原料的支出幾乎占了整體營運支出的10%,一旦金價出現劇烈的波動,立即會對企業經營造成嚴重的影響。


也因此,建立起一個穩定的貴金屬回收來源,對相關業者的永續經營發展有其必要性。再者,使用回收的再生原物料也是國際趨勢,對於極度國際化的電子業者來說,是另一種企業品牌的加值。


環保回收 創造最佳收益

由於電子垃圾潛藏的商機龐大,近年來,已有環保回收業者投入此領域,他們回收廢棄的電子產品和PCB,從中提煉出有價值的貴金屬,再提供給相關的業者,建立起簡易的電子垃圾回收鏈。然而,目前的提煉方式卻存在著環保疑慮,同時回收效益偏低。


「傳統的剝金方式,會使用王水和氰化物來作為剝金的藥劑,但這兩個化學劑含有高腐蝕性與劇毒,對人體和環境都有致命的影響。」許景翔說道。



圖四 :   優勝奈米能先把廢棄DRAM上的銲錫剝除,再把物料分成半導體和基板
圖四 : 優勝奈米能先把廢棄DRAM上的銲錫剝除,再把物料分成半導體和基板

許景翔也指出,王水具有很強的腐蝕性,再剝金的過程中,會腐蝕底材,物料浸泡過後都無法再利用,形成另一種浪費。


而致力於環保無毒剝金方案研發的優勝奈米科技便提供了一種中性的無氰化物化學UW-860環保剝金劑,該剝金添加劑的pH值為7.4,呈現中性,能在普通的聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)材質的容器中使用,而且完全不會傷害底材。


更重要的是,UW-860環保剝金劑不含氰化物,對環境與人體完全無害,而且相較於使用氰化物和王水的剝金方式還具備更高的剝金效率,剝金濃度最高達到7g/L,是傳統方法的數倍之多。


分層分類 讓廢材完全利用

此外,目前主流的貴金屬回收方式,多採先行分類、磨碎,再將粉碎後的物料送進剝金溶液中進行剝金,但這樣的流程,對於廢棄PCB來說,並不是最佳作法。原因是一塊PCB上會使用多種類的電子元件,因此內含了多元的金屬元素,包含金、銀、銅、錫等,若直接粉碎來回收,無疑是損害了剝金效益。


「我們能在不傷底材的前提下先將黃金剝除,或者先將錫剝除,之後就可以把PCB上其他的電子金屬元件輕易卸下,再做進一步的回收。」許景翔表示。



圖五 :   透過這種先解焊再淬鍊的方式,其回收率可以提升5倍左右
圖五 : 透過這種先解焊再淬鍊的方式,其回收率可以提升5倍左右

而優勝奈米所使用的方式,便是利用不同金屬的不同化學性質,將之從PCB上分層剝除。以RAM module為例,優勝奈米科技能先把其上的銲錫剝除,再把物料分成IC和基板,分拆下來的基板可進行金手指上的黃金和銅回收,IC則可粉碎進行其他黃金的回收。


根據優勢奈米這種先解焊再提金的方式,其回收率可以大幅提升。


建立環保的生態才是願景

提高效益,創造價值,固然是優勝奈米環保剝金方案帶給客戶最大的優勢,但對優勝奈米自身而言,為自然生態以及居住環境建立起一套環保回收的機制才是最大的願景。


許景翔總經理表示,目前許多開發中國家仍採用焚燒的方式處理電子廢棄物,不僅對環境造成傷害,更嚴重影響人類的健康;若使用高腐蝕性和毒性的王水與氰化物進行剝金,對人體和環境也有直接的風險。而優勝奈米科技則希望透過提供環保的解決方案,讓產業與生態都能永續長存。他期望,未來能有更多的製造業者、回收業者,甚至是政府機構,都能夠加入環保回收的行列,共同攜手開採城市礦產,讓大家可以坐擁金山,同時遍植綠地。


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