從電子廢物中開採稀土金屬

在當今數碼化的時代，電子設備的普及不僅推動了科技進步，亦塑造了我們的生活模式。然而，廢舊的電子產品伴隨而來的是電子廢物這個日益嚴重的全球性問題。電子廢物不僅破壞環境，也造成資源浪費[1]^,[2]。稀土金屬是眾多高科技應用中的必備元素之一[3]，從電子廢物中提取這些金屬，為解決環境和資源問題提供了一個前景甚佳的方案。

元素週期表中的17種稀土元素(圖片來源: ETECH)

稀土金屬由17 種元素組成。其中釹、鐠和鈰是許多電子設備的關鍵組成部分[4]，一般用於製造智能手機、手提電腦、電動車和可再生能源系統中的磁鐵和電池[5]。儘管稀土金屬在地殼中的含量相對豐富，但甚少以高濃度存在，使稀土金屬的開採變得既昂貴又困難[6]。

2002年 ─ 稀土元素的用途（圖片來源：Government of Canada）

電子設備的快速更替導致電子廢物急速增加。2022年，全球共產生了6200萬噸電子廢物；預計到2030年將達到8200萬噸[7]。電子廢物不僅含有高價值材料，還含有鉛、汞和鎘等有害物質。若處理不當，將對環境和健康構成巨大風險[8]。

2022年人均產生和收集的電子廢物數量(圖片來源：UNITAR)

都市開採，即從廢棄產品、建築物和垃圾中回收原材料的過程，正在成為傳統開採方式的潛在綠色替代方案，同時緩解日益嚴重的電子廢物問題。在此背景下，都市開採可從廢棄電子設備中提取稀土金屬和其他高價值的組件[9]。透過回收電子廢物，我們可減少對環境造成破壞的採礦需求，並防止有害物質流入堆填區。

從電子廢物中提取稀土金屬有幾種方法，且各有利弊。濕法冶金利用水溶液，通過酸浸和溶劑萃取的方式來回收金屬[10]^,[11]。這種方法雖然有效，但容易產生有害廢水，因此需要實施嚴謹的化學管理[12]。另一方面，火法冶金則使用高溫，例如熔煉、焚燒和高溫裂解來回收金屬[13]。這些過程能耗高，並會產生有毒的空氣污染物，但它能處理大量的電子廢物，並與現有的金屬回收基礎設施兼容[14]。

濕法冶金過程（圖片來源：Gulliani et al.）

最近，瑞士的研究人員開發了一種創新技術，能有效利用Tetrathiometallates這種無機小分子從舊光管中回收銪[15]。這種無機小分子一般會存在於天然酵素中，作為金屬的結合位點。研究人員透過上述方法提取的銪含量，比其他現有方法高出達50倍[16]。目前，研究團隊正着手將此技術應用於其他稀土金屬，如磁鐵中的釹和鏑。如果成功，這技術將有望為循環經濟帶來重大貢獻。

銪的選擇性沉澱過程，及其在燈用磷光粉回收的應用（圖片來源：Perrin et al.）

從電子廢物中開採稀土金屬，為解決環境破壞和電子廢物管理問題提供了具說服力的方案。透過投資於研究、基礎建設，以及促進產業、政府和學術界之間的合作，我們可充分發揮電子廢物回收的潛力，並為更可持續的未來作出貢獻。從電子廢物中回收稀土金屬，將引領我們邁向更環保、更可持續的技術領域。