Kuidas taaskasutada haruldaste muldmetallide mootoreid Linnakaevandamise kvaliteedi arendamine
Linnakaevanduste arendamise tähtsus haruldaste muldmetallide mootorite ringlussevõtu kvaliteedi parandamisel
Samal ajal kui maakera loodusvarad ammenduvad, kasvab ainulaadne linnajäätmete "ressurss" jätkuvalt ning linnadest on saanud inimühiskonna suurimad ressursirikkad kohad. Maapinnast ammutatud ressursse koondatakse linnadesse väga erinevate tööstuskaupade näol ning tarbimisprotsessi lõpus tekkinud jäägid on muutnud linnad teist tüüpi "kaevandusteks". USA geoloogiakeskuse (USGS) 2023. aastal avaldatud andmete kohaselt moodustasid Hiina haruldaste muldmetallide varud 35,2% maailmast, kaevandamine 58% maailmast ja haruldaste muldmetallide tarbimine 65% maailmast. kõigis kolmes aspektis maailmas esimene. Hiina on maailma suurim haruldaste muldmetallide tootja, eksportija ja pealekandja, omades valitsevat seisundit. Suur hulk haruldaste muldmetallide tooteid on imbunud tööstuslike rakenduste igasse aspekti. Huajingi tööstusuuringute instituudi andmed näitavad, et haruldaste muldmetallide püsimagnetmaterjalid moodustasid 2023. aastal enam kui 42% Hiina haruldaste muldmetallide tarbimisest, kusjuures valdav enamus neist materjalidest kasutati uutes energiasõidukites ja elektrilistes kaherattalistes sõidukites.
Munitsipaalkaevandustel on erinevat tüüpi, rikkalikud allikad, ulatuslikud varud ja kõrge kvaliteediga, mida ei saa võrrelda looduslike kaevandustega. ÜRO aruande "2020 Global E-waste Detection" kohaselt ulatus ülemaailmne e-jäätmete koguhulk 2019. aastal 53,6 miljoni tonnini, millest 82,6% visatakse ära või põletatakse ilma ringlussevõtuta. Prognoositakse, et 2030. aastal ulatub ülemaailmne e-jäätmete hulk 74,7 miljoni tonnini. Uute energiasõidukite ja elektriliste kaherattaliste sõidukite (sealhulgas elektrimootorrataste, elektrijalgrataste, elektriliste motorollerite) kasutatud haruldaste muldmetallide mootorid sisaldavad kõrge puhtusastmega toorainet, mis on rikas haruldaste muldmetallidega võrreldavate maagi, klassi ja haruldaste muldmetallide toodete poolest. Need esindavad ehtsat haruldaste muldmetallide linnakaevandusi. Haruldastel muldmetallidel kui taastumatul ressursil on oluline strateegiline tähtsus ülemaailmse majandusarengu tõhusaks taastamiseks ja ringlussevõtuks.
Turu-uuringute organisatsiooni EVTanki andmetel ulatus elektriliste kaherattaliste sõidukite ülemaailmne tarne 2023. aastal 67,4 miljoni ühikuni. Hiina andis 81,9% elektriliste kaherattaliste sõidukite ülemaailmsest müügist, Euroopa 9,2% ja teised piirkonnad 8,9%. %. 2023. aasta lõpuks jõudis Hiina elektriliste kaherattaliste sõidukite omanik umbes 400 miljonini, kusjuures arengumaadel, nagu Vietnam, India ja Indoneesia, on ka märkimisväärseid elektrilisi kaherattalisi sõidukeid. Ülemaailmsed uued energiasõidukid on viimase kahe aasta jooksul läbi elanud a: müük ulatus 2022. aastal umbes 10 miljoni ühikuni ja 2023. aastal 14,653 miljoni ühikuni. Eeldatakse, et 2024. aastal ületab ülemaailmne müük 20 miljonit ühikut, millest 60% annab Hiina. ülemaailmne müük. Ülemaailmne uute energiasõidukite omamine on 2023. aastal jõudnud umbes 400 miljoni ühikuni, millest 40 miljonit on uued energiasõidukid. Prognooside kohaselt kasvab see aastatel 2023–2035 keskmiselt 23% aastas, jõudes 2030. aastal 245 miljoni ühikuni ja 2035. aastal veelgi 505 miljoni ühikuni. Kasvutempo on kiire. Euroopa Autotootjate Assotsiatsiooni (EMA) andmetel registreeriti 2023. aastal 31 Euroopa riigis 3,009 miljonit uut energiat pakkuvat sõiduautot, mis on 16,2% rohkem kui aasta varem ning uute energiasõidukite kasutusmäär oli 23,4%. . Alliance for Automotive Innovation (AAI) teatas, et USA uute energiatarbega kergsõidukite müük ulatus 2023. aasta esimese kolme kvartali jooksul 1,038 miljoni ühikuni, mis on 59% rohkem kui aasta varem. Stardipunkti uurimisinstituudi (SPIR) andmed ennustavad, et 2030. aastal ulatub uute energiasõidukite ülemaailmne keskmine hõlvamise määr 56,2%-ni, kusjuures Hiina uute energiasõidukite levik ulatub 78%-ni, Euroopas 70%-ni, USA-s 52%-ni ja teistes riikides. ' 30%. On linnu, kus asuvad linnakaevandused, mis ei ammendu, ja haruldaste muldmetallide linnakaevanduste arendamine on pikaajalise tähtsusega ökoloogilise keskkonna optimeerimiseks, ülemaailmse haruldaste muldmetallide hinnakujundusjõu saavutamiseks ja globaalse majanduse kvaliteetse arengu edendamiseks. .
Ülemaailmselt on kasutatud haruldaste muldmetallide mootorite ringlussevõtu turul märkimisväärne potentsiaal. Turu-uuringute organisatsiooni SNE Research andmetel kasvab maailmas lammutatavate uute energiasõidukite arv 560 000-lt 2025. aastal 4,11 miljonini 2030. aastal, 17,84 miljonini 2035. aastal ja 42,77 miljonini 2040. aastal.
(1) Rohelisele, ringikujulisele ja vähese CO2-heitega ülemineku kiirendamine.
Traditsiooniline ressursside kasutamine hõlmab ressursside ühesuunalist liikumist tootmisprotsessist tarbimislülini ja lõpuks jäätmeteni. Ringmajanduse teooria tutvustab uut lähenemist ressursside kasutamisele, muutes selle ühesuunalise voolu kahesuunaliseks tsükliks. Linnakaevanduste arendamine seab kahtluse alla traditsioonilise ressursside hankimise meetodi ja kujutab endast tüüpilist kahesuunalist tsüklit. Jäätmete ringlussevõtuga mitte ainult ei vähenda see jäätmeid ja suurendab ressursse, vaid loob ka uusi võimalusi linnaarenguks, vähendades ja täiustades.
Looduslikud kaevandused toodavad piiratud ressursside ja keskkonnasurve tõttu märkimisväärsel hulgal jäätmeid. Seevastu kiiresti kasvavate, kõrge puhtusastmega ja odavate linnakaevanduste arendamine mitte ainult ei välista uuringute, kaevandamise ja maa taastamise vajadust, vaid vähendab oluliselt ka jäätmeteket. See nihe muudab traditsioonilise lineaarse kasvumudeli "kaevandus-sulatus-tootmisjäätmed" ringikujuliseks arendusmudeliks "ressursid-tooted-jäätmed-taastuvad ressursid". Vanametalliks jäetud elektriautode ja elektriliste kaherattaliste sõidukite hulk igal aastal aitab kaasa haruldaste muldmetallide kaevanduste varude kasvule linnas. Nende haruldaste muldmetallide kaevanduste ringlussevõtt on kooskõlas rohelise arengu põhimõtetega, nagu ressursside säästmine, energiatarbimise vähendamine ja keskkonnakaitse.
(2) Ringlussevõtt strateegiliste ressursside säästmiseks
See, kuidas realiseerida strateegiliste maavarade taaskasutust, mõjutab maailmamajanduse pikaajalist arengut. Linnakaevandustes leiduvate metallide, haruldaste väärismetallide ja haruldaste muldmetallide ressursside klass on kümneid või isegi sadu kordi kõrgem kui looduslikel maagidel. Linnakaevandustest saadud haruldaste muldmetallide tooted säästavad haruldaste muldmetallide töötlemata maakide kaevandamise, rikastamise, sulatamise ja eraldamise etappe. Haruldaste muldmetallide traditsiooniline sulatusprotsess nõuab suuri oskusi ja kulusid. Linnakaevanduste arendamine haruldaste muldmetallide ja haruldaste muldmetallide magnetterastoodete eraldamiseks uutest uutest energiasõidukitest ja elektrilistest kaherattalistest madalate kuludega on strateegiliselt oluline ülemaailmse haruldaste muldmetallide kaevanduste kaitsmiseks ja rahvusvahelise majandusarengu säilitamiseks.
Keskmine elektriline kaherattaline automootor vajab 0,4–2 kg haruldaste muldmetallide magneteid ja 0,1–0,6 kg praseodüümelemente. Hiina lammutab aastas üle 60 miljoni elektrilise kaherattalise sõiduki, millest saab kätte umbes 25 000 tonni haruldaste muldmetallide magneteid, mille väärtus on umbes 10 miljardit jüaani. Taaskasutus hõlmab ka 7000 tonni haruldaste muldmetallide praseodüümi ja neodüümi elemente, mille väärtus on 2,66 miljardit jüaani (aluseks on praseodüüm-neodüümoksiidi hind 1. juuli 2024 seisuga 38 miljonit jüaani tonni kohta). Iga uus energiasõiduki ajamimootor vajab tavaliselt umbes 25 kg haruldaste muldmetallide magneteid, 6,25 kg praseodüümi ja neodüümi ning 0,5 kg düsproosiumi. 560 000 uut energiasõidukit, mis plaanitakse kasutusest kõrvaldada 2025. aastal, sisaldavad 12 500 tonni haruldaste muldmetallide magneteid, 3500 tonni praseodüümi ja neodüümi väärtusega 1,33 miljardit jüaani ning 250 tonni düsproosiumi väärtuses 4 miljonit jüaani. düsproosiumoksiid 1,87 miljonit jüaani 1. juuli 2024 seisuga). See on suurim haruldaste muldmetallide magnetite kogus maailmas. 2023. aastal seadis Hiina haruldaste muldmetallide kaevandamise kogukontrolli eesmärgiks 255 000 tonni, mis võimaldab elektriliste kaherattaliste ja uute energiasõidukite kaevandamisel 30–40% haruldaste muldmetallide elementidest demonteerida ja taaskasutada. haruldaste muldmetallide kaevandused.
Eeldatakse, et 2040. aastal lammutatud 42,77 miljonit uut energiasõidukit sisaldavad 1,07 miljonit tonni haruldaste muldmetallide magneteid, 267 000 tonni praseodüüm-neodüümelemente ja 21 400 tonni düsproosiumielemente. See kogus on oluliselt suurem kui haruldaste muldmetallide kogutoodang, mis on eraldatud ülemaailmsete haruldaste muldmetallide kaevanduste kaevandamismahust. Selle arenguga saavutatakse igakülgselt taastumatute strateegiliste ressursside säästmise eesmärk.
(1) Inimeste tervise ja heaolu parandamine
Loodussõbralik linn on vähese CO2-heitega ökoloogilise kaitse mudel. Siiski jääb murettekitavaks tegelikkus linna ümbritsevast prügist ja kasutatud elektriautode utiliseerimisest, mis sisaldavad keskkonnale ja inimorganismile kahjulikke aineid. See probleem mõjutab inimeste elukvaliteeti. Linnakaevanduste arendamine mitte ainult ei kõrvalda jäätmete ohtu keskkonnale ja inimkehale, vaid tagab ka linnaökoloogia tervise ja ohutuse. Lisaks kiirendab see inimese ja looduse harmoonilise kooseksisteerimise realiseerimist.
2. Linnakaevanduste arendamise dilemmad
Majandusliku ja sotsiaalse arengu rohelisemaks muutmine ja süsinikdioksiidiheite vähendamine on kvaliteetse arengu võtmeaspektid. Hiina on linnakaevanduste arendamiseks välja töötanud arvukalt poliitikaid ja meetmeid. Samuti on tõhustanud tahkete olmejäätmete ja uute saasteainete käitlemist kompleksselt ja erinevate kanalite kaudu, korraldades linnakaevanduste messe ja muid üritusi. Hiina on edendanud haruldaste muldmetallide linnakaevanduste laialdast ringlussevõttu, samuti nende kvantitatiivset vähendamist ja ressursside kasutamist. Siiski on tervikliku looduskaitsestrateegia rakendamisel ning ressursside säästliku ja intensiivse kasutamise edendamisel veel palju väljakutseid.
(1) Ebapiisav tähelepanu linnakaevandamise arendamisele
Tavakaevandamist teostavad kaevandusettevõtted kindlates kaevanduspiirkondades ning linnakaevandustes on ressursside jaotus märgatavalt detsentraliseeritud. Inerts on pannud enamiku ettevõtetest keskenduma looduslike kaevanduste arvu kahanemisele ning investeerima kulukatesse teadusuuringutesse ja uute tehnoloogiate arendusse. Enamik maailma kasutatavatest maavaradest ei asu enam maa all, vaid on maapinnale kuhjatud autohaudade, terashaudade, elektroonikajäätmete ja muude jäätmetena. Linnakaevandused ja traditsioonilised kaevandused on väga erinevad kaevandamise vormid. Kaevandamine ei ole enam maa-aluste kaevanduste kaevandamine, vaid jäätmete purustamine, metallide, plastide ja muude taaskasutatavate materjalide klassifitseerimine on käeulatuses, kuid nende kaevanduste tegeliku väärtuse ja kaevandamise olulisuse teadvustamine võib viia ettevõtete poolt igakülgse kasutuseni peaks olema maailmamajanduse kvaliteetse arengu ideoloogiline alus.
● Ebapiisavad ümberlaadimis- ja kõrvaldamisvõrgud
Kaevanduslinnad kaevandavad ilma valitsuse loata kaevandamise ulatuse ja kestuse määratlemiseks. Järelikult mõjutab jäätmete kogumine, liigitamine, vedu ja kõrvaldamine otseselt ettevõtte toorainega varustatuse stabiilsust. Ebapiisav demonteerimistehnoloogia viib selleni, et ettevõtted jätavad mootorijäätmete ringlussevõtu tähelepanuta. Mõned kodanikud kasutavad ametlike ringlussevõtukanalite puudumise tõttu elektrijalgrataste müüki mobiilsetele müüjatele, mille tulemusena saavad eraostjad peamised kogujad. Lisaks nõuavad elektriseadmete jäätmete, seitsme jäätmete ringlussevõtt ning romuautode demonteerimine ja ringlussevõtt asjakohast kvalifikatsiooni, kuna need sõltuvad suuresti uutest tehnoloogiatest. On ilmne, et üldsuse teadlikkuse suurendamine, ringlussevõtusüsteemi tõhustamine ja ettevõtete standardimise parandamine on hajutatud ringlussevõtuüksuste probleemi lahendamisel otsustava tähtsusega.
3. Uuenduslikud ideed linnakaevanduste arendamiseks
Linnakaevanduste arendamise väärtus sõltub nii praegusest jäätmevarust kui ka tulevasest kasvu- ja kasvutempost. 2021. aasta lõpuks on maailmas 17 linna elanike arvuga üle 10 miljoni, Hiinas 113 linna elanike arvuga üle 1 miljoni. Samaaegselt kasvavad nii uusenergia sõidukite varu kui ka romusõidukite hulk. Seetõttu on linnakaevanduste arengu tugevdamiseks ja kvaliteetse arengu edendamiseks hädavajalik jätkata uuringuid ja uuendusi.
● Poliitika tugi ja teaduslik juhtimine
Hiina uute energiasõidukite ja elektriliste kaherattaliste sõidukite tarbijana realiseerib linnakaevanduste arendamise eesmärki, et teenida ühiskonda, tööstust ja inimkonda. See saavutus on lahutamatu riikliku tasandi poliitikatoetusest, terviklikust seaduste ja määruste süsteemist ning teadusliku juhtimise vajalikkusest. 1976. aastal töötas USA välja ja kehtestas tahkete jäätmete kõrvaldamise seaduse ning 1989. aastal võttis California vastu kõikehõlmava jäätmekäitluse määruse. Tänu rangetele poliitika- ja regulatiivsetele meetmetele on USA taastuvenergiatööstuse toodangu väärtus lähenenud autotööstuse omale. Teiste kogemustest õppetundide võtmine ja täiustatud juhtimiskontseptsioonide kasutuselevõtt võib suurendada ettevõtte motivatsiooni. Soodne poliitika võib ergutada tehnoloogilist innovatsiooni, uute materjalide kasutamist keskkonnasõbralike toodete kujundamisel ja lõpuks saavutada allikate vähendamise. Ülioluline on intensiivistada üldsuse teadlikkuse tõstmise kampaaniaid, edendada kokkuhoidlikke tarbimistavasid ja parandada jäätmete ringlussevõtu määra. Lisaks võib investeeringute suurendamine jäätmekõrvaldusuuringutesse ja tehnoloogiaarendusse, era- ja välisinvesteeringute soodustamine ning erinevate meetmete rakendamine kiirendada säästva arengu olulise komponendina linnakaevanduste arengut.
(2) Rohelise arengu kontseptsioon suunab uute tehnoloogiate arendamist.
Rohelise arengu lähenemisviis kujutab endast olulist nihet arenguparadigmas, kus ressursid, keskkonnakaitse ja muud piirangud on linnakaevandamise uuenduslikud liikumapanevad jõud. Samuti käsitletakse haruldasi, raskesti viimistletavaid ja kõrge väärtusega materjale nii võimaluste kui ka väljakutsetena. Ettevõtete iseseisev innovatsioon on võti kvaliteetse arengu saavutamiseks, kuna nad võtavad omaks piiratud ressursside ja piiramatu ringlussevõtu innovatsioonikontseptsiooni. Tegeledes ringlussevõtu väljakutsetega ning võimendades tehnoloogilisi, seadmete ja protsesside uuendusi, saavad ettevõtted avada haruldaste muldmetallide elementide ja täiustatud ümbertöötlemise potentsiaali. See lähenemine puhub jäätmematerjalidele uue elu sisse mitme korduskasutustsükli kaudu, soodustades teaduse ja tehnoloogia edusamme tööstuses ning tugevdades põhilist konkurentsivõimet.
(3) Täielik olelusringi arendamine, täielik tööstusahel
Linnakaevanduste areng on tihedalt seotud jäätmete elutsükliga. Tööstustsivilisatsiooni tooted ei saa vältida saatust "hällist hauani, lõpetades elutsükli alates ressursside kaevandamisest, toote tootmisest, müügist, kasutamisest ja kõrvaldades jäätmetoodetena. Ökoloogilise tsivilisatsiooni perioodil võib rohelise ringlussevõtu areng pöörduda lagunemine imeliseks transformatsiooniks Sisemise ja välise sisend-materjali tsükli-materjali väljundi analüüsi meetodi abil saab jäätmeid "hauast" "hälli" viia "hällist hauani" saatus "Hällist hällini mitmekordne taassünd. Platvormi "Internet + ringlussevõtt" kaudu on võimalik saavutada kolme peamise lüli – jäätmetootmise, jäätmete kogumise ja jäätmete taaskasutamise – tõhus ühendamine. Arendades kogu rohelise disaini, rohelise tootmise, keskkonnasäästliku müügi, keskkonnasäästliku ringlussevõtu ja töötlemise elutsüklit, realiseerib see kogu tööstusahela uuendusi, sealhulgas sorteerimist ja demonteerimist, eeltöötlust ja töötlemist, materjalide ringlussevõttu ja taastootmist.
(4) Näidisjuhi rolli täitmine
Haruldaste muldmetallide linnakaevanduste arendamine võib soodustada kogu majanduse võimsuse vähenemist ja rohelist arengut erinevates aspektides, nagu keskkonnakaitse ja ressursside taaskasutamine. Samuti võib see edendada kvaliteetset arengut pakkumisepoolse struktuurireformi kaudu. Positiivne demonstreerimine ja juhtimine omab olulist tähtsust ringlussevõtusüsteemi võrgustumise, tööstusahela ratsionaliseerimise, ressursside kasutamise suurendamise, juhtiva tehnoloogia ja seadmete, infrastruktuuri jagamise, keskkonnakaitselise töötlemise tsentraliseerimise ning toimimise ja juhtimise standardimise edendamisel. Juhtivad ettevõtted saavad suunata kogu linnakaevandustööstuse tipptasemel, intelligentsete, ressursisäästlike, puhaste ja tõhusate kvaliteetsete tavade poole.
(Selle artikli on lõpetanud Sichuan Yuanlai Shun New Rare Earth Materials Co., Ltd., Zeng Zhengi ja Song Donghui ekspertrühm, viidates Zhu Yani ja Li Xuemei artiklile „Kuidas muuta linnakaevanduste arendamine kvaliteetseks Hiina Renmini ülikooli keskkonnakoolist.)