Kuinka kierrättää harvinaisten maametallien moottoreita Laadun kehittäminen kaupunkien kaivostoiminnassa

Kaupunkikaivoskehityksen merkitys harvinaisten maametallien moottorien kierrätyksen laadun parantamiselle

Samalla kun maapallon luonnonvarat ehtyvät yhä enemmän, yhdyskuntajätteen ainutlaatuinen "resurssi" kasvaa edelleen, ja kaupungeista on tullut ihmisyhteiskunnan suurimpia luonnonvaroja sisältäviä paikkoja. Maasta louhitut luonnonvarat kootaan kaupungeissa yhteen monenlaisten teollisuustuotteiden muodossa, ja kulutusprosessin lopussa olevat jäännökset ovat tehneet kaupungeista toisen tyyppisiä "kaivoksia". Yhdysvaltain geologisen tutkimuskeskuksen (USGS) vuonna 2023 julkaisemien tietojen mukaan Kiinan harvinaisten maametallien osuus oli 35,2 prosenttia, kaivostoiminnan osuus 58 prosenttia ja harvinaisten maametallien kulutuksen osuus 65 prosenttia maailman kokonaismäärästä. ensimmäinen maailmassa kaikilla kolmella tavalla. Kiina on maailman suurin harvinaisten maametallien tuottaja, viejä ja levittäjä, ja sillä on hallitseva asema. Suuri määrä harvinaisten maametallien tuotteita on tunkeutunut kaikkiin teollisiin sovelluksiin. Huajingin teollisen tutkimusinstituutin tiedot osoittavat, että harvinaisten maametallien kestomagneettimateriaalien osuus Kiinan harvinaisten maametallien kulutuksesta vuonna 2023 oli yli 42 %, ja suurin osa näistä materiaaleista käytettiin uusiin energiaajoneuvoihin ja sähkökäyttöisiin kaksipyöräisiin ajoneuvoihin.

Kunnallisilla kaivoksilla on erilaisia ​​tyyppejä, runsaat lähteet, laajat varastot ja korkea laatu, jota ei voi verrata luonnonkaivoksiin. YK:n "2020 Global E-waste Detection" -raportin mukaan maailman sähköisen jätteen kokonaismäärä oli 53,6 miljoonaa tonnia vuonna 2019, ja 82,6 % heitetään pois tai poltetaan ilman kierrätystä. Vuonna 2030 maailmanlaajuisen sähköisen jätteen ennustetaan nousevan 74,7 miljoonaan tonniin. Uusien energia-ajoneuvojen ja sähköisten kaksipyöräisten ajoneuvojen (mukaan lukien sähkömoottoripyörät, sähköpyörät, sähköskootterit) käytetyt harvinaisten maametallien jätteet sisältävät erittäin puhtaita raaka-aineita, jotka sisältävät runsaasti harvinaisiin maametalleihin verrattavissa olevia malmia, laatua ja harvinaisia ​​maametallituotteita. Ne edustavat aitoa harvinaisen maametallin kaupunkikaivoksia. Harvinaisilla maametallilla on uusiutumattomana luonnonvarana merkittävä strateginen merkitys maailmanlaajuisen talouskehityksen tehokkaalle elpymiselle ja kierrätykselle.

Markkinatutkimusorganisaation EVTankin mukaan sähköisten kaksipyöräisten ajoneuvojen kokonaistoimitus oli 67,4 miljoonaa yksikköä vuonna 2023. Kiinan osuus sähköisten kaksipyöräisten ajoneuvojen maailmanlaajuisesta myynnistä oli 81,9 %, Euroopan osuus 9,2 % ja muiden alueiden 8,9 %. %. Vuoden 2023 loppuun mennessä Kiinan sähköisten kaksipyöräisten ajoneuvojen omistus oli noin 400 miljoonaa, ja kehitysmaissa, kuten Vietnamissa, Intiassa ja Indonesiassa, on myös merkittävä sähköisten kaksipyöräisten ajoneuvojen omistus. Maailmanlaajuiset uudet energiaajoneuvot ovat kokeneet viimeisten kahden vuoden aikana, ja myynti oli noin 10 miljoonaa yksikköä vuonna 2022 ja 14,653 miljoonaa yksikköä vuonna 2023. Maailmanlaajuisen myynnin odotetaan ylittävän 20 miljoonaa yksikköä vuonna 2024, ja Kiinan osuus on 60 prosenttia. maailmanlaajuinen myynti. Maailmanlaajuinen uusien energiaajoneuvojen omistus vuonna 2023 on saavuttanut noin 400 miljoonaa yksikköä, joista 40 miljoonaa on uusia energiaajoneuvoja. Sen ennustetaan kasvavan keskimäärin 23 % vuodessa vuosina 2023–2035, saavuttaen 245 miljoonan yksikön vuonna 2030 ja kasvavan edelleen 505 miljoonaan yksikköön vuonna 2035. Kasvuvauhti on nopeaa. European Automobile Manufacturers' Associationin (EMA) mukaan vuonna 2023 rekisteröitiin 3,009 miljoonaa uutta energiakäyttöistä henkilöautoa 31:ssä Euroopan maassa, mikä on 16,2 % enemmän kuin vuotta aiemmin ja uusien energiaajoneuvojen käyttöaste 23,4 %. . Alliance for Automotive Innovation (AAI) raportoi, että Yhdysvaltojen uusien energiatehokkaiden kevyiden ajoneuvojen myynti vuoden 2023 kolmen ensimmäisen neljänneksen aikana oli 1,038 miljoonaa yksikköä, mikä on 59 % enemmän kuin vuotta aiemmin. Starting Point Research Instituten (SPIR) tiedot ennustavat, että uusien energiaajoneuvojen maailmanlaajuinen keskimääräinen levinneisyysaste nousee 56,2 prosenttiin vuonna 2030, kun Kiinan uusien energiaajoneuvojen levinneisyysaste on 78 %, Euroopassa 70 %, Yhdysvalloissa 52 % ja muissa maissa. ' 30 %. On kaupunkeja, joissa on kaupunkikaivoksia, jotka eivät lopu loppuun, ja harvinaisten maametallien kaupunkikaivosten kehittäminen on pitkäjänteistä merkitystä ekologisen ympäristön optimoimiseksi, maailmanlaajuisen harvinaisten maametallien hinnoitteluvoiman saavuttamiseksi ja globaalin talouden laadukkaan kehityksen edistämiseksi. .

Maailmanlaajuisesti käytettyjen harvinaisten maametallien kierrätysmarkkinoilla on merkittävää potentiaalia. Markkinatutkimusjärjestö SNE Researchin mukaan maailmanlaajuisesti romutettujen uusien energiaajoneuvojen määrän ennustetaan kasvavan 560 000:sta vuonna 2025 4,11 miljoonaan vuonna 2030, 17,84 miljoonaan vuonna 2035 ja 42,77 miljoonaan vuonna 2040.

(1) Nopeuttaa siirtymistä vihreään, pyöreään ja vähähiiliseen käyttöön.

Perinteinen resurssien käyttö tarkoittaa resurssien yksisuuntaista kulkua tuotantoprosessista kulutuslinkkiin ja lopulta jätteeseen. Kiertotalouden teoria tuo uuden lähestymistavan resurssien käyttöön muuttamalla tämä yksisuuntainen virta kaksisuuntaiseksi sykliksi. Kaupunkikaivoskehitys haastaa perinteisen resurssien hankintamenetelmän ja edustaa tyypillistä kaksisuuntaista kiertokulkua. Jätteitä kierrättämällä se ei ainoastaan ​​vähennä jätettä ja lisää resursseja, vaan myös luo uusia mahdollisuuksia kaupunkikehitykseen vähentämis- ja tehostamisprosessin kautta.

Luonnonkaivokset tuottavat huomattavan määrän jätettä rajallisten resurssien ja ympäristöpaineen vuoksi. Sitä vastoin nopeasti kasvavien, erittäin puhtaiden ja halpojen kaupunkikaivosten kehittäminen ei ainoastaan ​​poista etsintä-, kaivos- ja maankullistamistarpeita, vaan myös vähentää merkittävästi jätteen syntymistä. Tämä muutos muuttaa perinteisen lineaarisen kasvumallin "kaivos-sulatus-tuotanto-jätteet" pyöreäksi kehitysmalliksi "resurssit-tuotteet-jätteet-uusiutuvat resurssit". Vuosittain kasvavat romutetut sähköautot ja sähköiset kaksipyöräiset ajoneuvot lisäävät kaupunkien harvinaisten maametallien kaivosvarantoja. Näiden harvinaisten maametallien kaivosten kierrättäminen on linjassa vihreän kehityksen periaatteiden kanssa, kuten luonnonvarojen säästäminen, energiankulutuksen vähentäminen ja ympäristönsuojelu.

(2) Kierrätys strategisten resurssien säästämiseksi

Strategisten mineraalivarojen kierrätyksen toteuttaminen vaikuttaa maailmantalouden pitkän aikavälin kehitykseen. Metallien, harvinaisten jalometallien ja harvinaisten maametallien laatu kaupunkikaivoksissa on kymmeniä tai jopa satoja kertoja korkeampi kuin luonnonmalmeilla. Kaupunkikaivoksista saadut harvinaiset maametallituotteet säästävät louhinta-, rikastus-, sulatus- ja raakametallimalmien erotteluvaiheet. Harvinaisten maametallien perinteinen sulatusprosessi vaatii korkeaa taitoa ja kustannuksia. Kaupunkikaivosten kehittäminen harvinaisten maametallien ja harvinaisten maametallien magneettisten terästuotteiden erottamiseksi uusista romutetuista energiaajoneuvoista ja sähköisistä kaksipyöräisistä alhaisin kustannuksin on strategisesti tärkeää maailmanlaajuisten harvinaisten maametallien kaivosvarojen suojelemiseksi ja kansainvälisen talouskehityksen ylläpitämiseksi.

Keskimääräinen sähköinen kaksipyöräinen auton moottori vaatii 0,4-2 kg harvinaisia ​​maametallimagneetteja ja 0,1-0,6 kg praseodyymielementtejä. Kiina romuttaa vuosittain yli 60 miljoonaa sähköistä kaksipyöräistä ajoneuvoa, joista saadaan talteen noin 25 000 tonnia harvinaisten maametallien magneetteja, joiden arvo on noin 10 miljardia juania. Talteenotto sisältää myös 7 000 tonnia harvinaisten maametallien praseodyymi- ja neodyymielementtejä, joiden arvo on 2,66 miljardia juania (perustuu praseodyymi-neodyymioksidin hintaan 38 miljoonaa yuania/tonni 1.7.2024). Jokainen uusi energia-ajoneuvon käyttömoottori tarvitsee tyypillisesti noin 25 kg harvinaisten maametallien magneetteja, 6,25 kg praseodyymiä ja neodyymiä ja 0,5 kg dysprosiumia. Vuonna 2025 käytöstä poistettavat 560 000 uutta energiaajoneuvoa sisältävät 12 500 tonnia harvinaisten maametallien magneetteja, 3 500 tonnia praseodyymiä ja neodyymiä, arvoltaan 1,33 miljardia yuania, ja 250 tonnia dysprosiumia 4 miljoonan yuanin hinnalla. dysprosiumoksidin arvo 1,87 miljoonaa yuania 1. heinäkuuta 2024). Tämä edustaa suurinta määrää harvinaisten maametallien magneetteja maailmanlaajuisesti. Vuonna 2023 Kiina asetti harvinaisten maametallien louhinnan kokonaisvalvontatavoitteeksi 255 000 tonnia, jonka avulla voidaan purkaa ja ottaa talteen 30–40 % harvinaisten maametallien elementeistä sähköisistä kaksipyöräisistä ja uusista energiaajoneuvoista, mikä vastaa Kiinan nykyistä kaivosmäärää. harvinaisten maametallien kaivokset.

Vuonna 2040 romutettavien 42,77 miljoonan uuden energia-ajoneuvon odotetaan sisältävän 1,07 miljoonaa tonnia harvinaisia ​​maametallimagneetteja, 267 000 tonnia praseodyymi-neodyymielementtejä ja 21 400 tonnia dysprosiumelementtejä. Tämä määrä on huomattavasti suurempi kuin maailman harvinaisten maametallien kaivosten louhintamäärästä eristettyjen harvinaisten maametallien kokonaismäärä. Tällä kehityksellä saavutetaan kokonaisvaltaisesti uusiutumattomien strategisten luonnonvarojen säästämisen tavoite.

(1) Ihmisten terveyden ja hyvinvoinnin parantaminen

Luontoystävällinen kaupunki on malli vähähiilisestä ekologisesta suojelusta. Todellisuus kaupunkia ympäröivästä jätteestä ja käytettyjen, ympäristölle ja ihmiskeholle haitallisia aineita sisältävien sähköautojen hävittämisestä on kuitenkin edelleen huolestuttavaa. Tämä ongelma vaikuttaa ihmisten elämänlaatuun. Kaupunkikaivoksen kehittäminen ei ainoastaan ​​eliminoi jätteiden ympäristölle ja ihmiskeholle aiheutuvia vaaroja, vaan myös varmistaa kaupunkiekologian terveyden ja turvallisuuden. Lisäksi se nopeuttaa ihmisen ja luonnon harmonisen rinnakkaiselon toteutumista.

2. Kaupunkien kaivoksen kehittämisen ongelmat

Taloudellisen ja sosiaalisen kehityksen viherryttäminen ja hiilidioksidipäästöjen vähentäminen ovat laadukkaan kehityksen avaintekijöitä. Kiina on muotoillut lukuisia politiikkoja ja toimenpiteitä kaupunkien kaivosten kehittämiseksi. Se on myös tehostanut kiinteän yhdyskuntajätteen ja uusien epäpuhtauksien hallintaa kokonaisvaltaisesti ja eri kanavien kautta järjestämällä kaupunkien kaivosmessuja ja muita tapahtumia. Kiina on edistänyt harvinaisten maametallien kaupunkikaivosten laajaa kierrätystä sekä niiden määrällistä vähentämistä ja resurssien käyttöä. Kattavan suojelustrategian toteuttamisessa ja luonnonvarojen taloudellisen ja intensiivisen käytön edistämisessä on kuitenkin vielä monia haasteita.

(1) Kaupunkien kaivostoiminnan kehittämiseen ei kiinnitetä riittävästi huomiota

Perinteistä kaivostoimintaa harjoittavat kaivosyhtiöt tietyillä kaivosalueilla, ja resurssien jakelu kaupunkikaivoksissa on selvästi hajautettua. Hitaus on johtanut useimpiin yrityksiin keskittymään luonnonkaivosten hupenemiseen ja investoimaan kalliiseen tutkimukseen ja uusien teknologioiden kehittämiseen. Suurin osa maailman käyttökelpoisista mineraalivaroista ei ole enää maan alla, vaan ne on kasattu pintaan "autohautojen, "teräshautojen, "elektroniikkajätteen ja muiden jätteiden muodossa. Kaupunkikaivokset ja perinteiset kaivokset ovat hyvin erilaisia ​​kaivostoiminnan muotoja. Kaivostoiminta ei ole enää maanalaisia ​​kaivoskuiluja, vaan jätetuotteiden murskaamista, metallien, muovien ja muiden kierrätettävien materiaalien luokittelua on saavutettavissa, mutta näiden kaivosten todellisen arvon ja kaivostoiminnan merkityksen tunnistaminen voi johtaa kokonaisvaltaiseen hyödyntämiseen yrityksissä. Monet yritykset eivät kuitenkaan tunnista näiden kaupunkikaivosten louhimisen ja kokonaisvaltaisen hyödyntämisen toteuttamista pitäisi olla maailmantalouden korkealaatuisen kehityksen ideologinen perusta.

● Riittämättömät jälleenlaivaus- ja hävitysverkostot

Kaivoskaupungit louhivat ilman hallituksen lupaa määrittää kaivosalueen ja keston. Näin ollen jätteiden keruu, luokittelu, kuljetus ja hävittäminen vaikuttavat suoraan yrityksen raaka-ainehuollon vakauteen. Puutteellinen purkutekniikka johtaa siihen, että yritykset laiminlyövät jätemoottorituotteiden kierrätyksen. Jotkut kansalaiset turvautuvat myymään sähköpolkupyöriä mobiilikauppiaille muodollisten kierrätyskanavien puuttumisen vuoksi, minkä seurauksena yksityisistä ostajista tulee ensisijaisia ​​keräilijöitä. Lisäksi sähkölaitteiden kierrätys, seitsemän jätteen kierrätys sekä romuautojen purkaminen ja kierrätys edellyttävät asianmukaista pätevyyttä, koska ne ovat erittäin riippuvaisia ​​uusista teknologioista. On selvää, että yleisen tietoisuuden lisääminen, kierrätysjärjestelmän tehostaminen ja yritysten standardoinnin parantaminen ovat ratkaisevan tärkeitä hajallaan olevien kierrätysyksiköiden ongelman ratkaisemiseksi.

3. Innovatiivisia ideoita kaupunkikaivoksen kehittämiseen

Kaupunkikaivoskehityksen arvo riippuu sekä nykyisestä jätevarastosta että tulevasta kasvu- ja kasvuvauhdista. Vuoden 2021 loppuun mennessä maailmassa on 17 yli 10 miljoonan asukkaan kaupunkia ja Kiinassa 113 yli miljoonan asukkaan kaupunkia. Uuden energian ajoneuvokanta ja romuajoneuvojen määrä kasvavat samanaikaisesti. Siksi on välttämätöntä jatkaa tutkimusta ja innovointia kaupunkikaivosten kehittämisen vahvistamiseksi ja laadukkaan kehityksen edistämiseksi.

● Politiikan tuki ja tieteellinen hallinto

Kiina uusien energiaajoneuvojen ja sähköisten kaksipyöräisten kuluttajana toteuttaa kaupunkikaivoksen kehittämisen tavoitteen palvella yhteiskuntaa, teollisuutta ja ihmiskuntaa. Tämä saavutus on erottamaton kansallisen tason politiikan tuesta, kattavasta laki- ja määräysjärjestelmästä sekä tieteellisen johtamisen välttämättömyydestä. Vuonna 1976 Yhdysvallat kehitti ja sääti kiinteän jätteen hävittämistä koskevan lain, ja vuonna 1989 Kalifornia hyväksyi kattavan jätehuoltoasetuksen. Yhdysvaltain uusiutuvan energian tuotannon arvo on tiukan politiikan ja sääntelyn myötä lähestynyt autoteollisuuden tuotantoarvoa. Toisten kokemuksista oppiminen ja edistyneiden johtamiskonseptien ottaminen käyttöön voivat lisätä yrityksen motivaatiota. Suotuisat politiikat voivat kannustaa teknologista innovaatiota, uusien materiaalien käyttöä ympäristöystävällisten tuotteiden suunnittelussa ja viime kädessä vähentää lähteitä. On ratkaisevan tärkeää tehostaa yleisön valistuskampanjoita, edistää säästävää kulutusta ja parantaa jätteiden kierrätysastetta. Lisäksi lisäämällä investointeja jätehuollon tutkimukseen ja teknologian kehittämiseen, kannustamalla yksityisiä ja ulkomaisia ​​investointeja sekä toteuttamalla erilaisia ​​toimenpiteitä voidaan nopeuttaa kaupunkien kaivosten kehitystä, joka on kestävän kehityksen tärkeä osatekijä.

(2) Vihreä kehityskonsepti ohjaa uusien teknologioiden kehittämistä.

Vihreän kehityksen lähestymistapa edustaa merkittävää muutosta kehitysparadigmassa, jossa resurssit, ympäristönsuojelu ja muut rajoitteet toimivat kaupunkien kaivostoiminnan innovatiivisena liikkeellepanevana voimana. Se näkee myös harvinaiset, vaikeasti jalostettavat ja arvokkaat materiaalit sekä mahdollisuuksina että haasteina. Yritysten itsenäinen innovaatio on avain laadukkaaseen kehitykseen, sillä ne omaksuvat rajallisten resurssien ja rajattoman kierrätyksen innovaatiokonseptin. Vastaamalla kierrätyksen haasteisiin ja hyödyntämällä teknologisia, laite- ja prosessiinnovaatioita yritykset voivat vapauttaa harvinaisten maametallien ja hienostuneen uudelleenvalmistuksen potentiaalia. Tämä lähestymistapa puhaltaa uutta elämää jätemateriaaleihin useiden uudelleenkäyttöjaksojen kautta, edistää tieteen ja teknologian kehitystä alalla ja vahvistaa ydinkilpailukykyä.

(3) Täysi elinkaaren kehitys, täydellinen teollisuusketju

Kaupunkikaivosten kehitys liittyy läheisesti jätteen elinkaareen. Teollisen sivilisaation tuotteet eivät voi välttää kohtaloa "kehdosta hautaan, elinkaaren loppuun saattaminen kaivosresursseista, tuotteiden tuotannosta, myynnistä, käytöstä ja jätetuotteena eliminoitumisesta. Ekologisen sivilisaation aikana vihreän kierrätyksen kehitys voi kääntyä rappeutuminen ihmeelliseksi muutokseksi Sisäisen ja ulkoisen panos-materiaalikierto-materiaalituotannon avulla jätteen virtaussuuntaa voidaan muuttaa "haudasta" "kehdolle". "Kehdosta hautaan" -kohtalo "Kehdosta kehtoon useita uudestisyntymiä. "Internet + kierrätys" -alustan avulla voidaan saavuttaa tehokas yhteys kolmen tärkeimmän jätteen tuotannon, jätteenkeruun ja jätteiden kierrätyksen välille. Kehittämällä vihreän suunnittelun, vihreän tuotannon, vihreän myynnin, vihreän kierrätyksen ja käsittelyn koko elinkaarta se toteuttaa koko teollisuusketjun innovaatiot, mukaan lukien lajittelun ja purkamisen, esikäsittelyn ja prosessoinnin, materiaalien kierrätyksen ja uudelleenvalmistuksen.

(4) Mallijohtajan roolissa

Harvinaisten maametallien kaupunkikaivosten kehittäminen voi edistää koko talouden kapasiteetin vähenemistä ja vihreää kehitystä eri näkökulmissa, kuten ympäristönsuojelussa ja resurssien uudelleenkäytössä. Se voi myös edistää laadukasta kehitystä tarjontapuolen rakenneuudistusten kautta. Positiivisella osoittamisella ja johtamisella on merkittävä merkitys kierrätysjärjestelmän verkottumisen, teollisuusketjun rationalisoinnin, resurssien käytön lisäämisen, johtavan teknologian ja laitteiden, infrastruktuurin jakamisen, ympäristönsuojelun käsittelyn keskittämisen sekä toiminnan ja johtamisen standardoinnin edistämisessä. Johtavat yritykset voivat ohjata koko kaupunkien kaivosteollisuutta kohti huippuluokan, älykkäitä, resursseja turvallisia, puhtaita ja tehokkaita korkealaatuisia käytäntöjä.

(Tämän artikkelin ovat täydentäneet Sichuan Yuanlai Shun New Rare Earth Materials Co., Ltd.:n, Zeng Zhengin ja Song Donghuin asiantuntijaryhmä viitaten Zhu Yanin ja Li Xuemein artikkeliin "How to Make Urban Mine Development korkealaatuista". Kiinan Renminin yliopiston ympäristökoulusta.)