Hoe zeldzame-aardemotoren te recyclen Kwaliteitsontwikkeling van stedelijke mijnbouw
De betekenis van stedelijke mijnontwikkeling voor kwaliteitsverbetering bij de recycling van zeldzame aardmetalen
Terwijl de natuurlijke hulpbronnen van de aarde steeds verder uitgeput raken, blijft de unieke “bron” van stedelijk afval groeien, en zijn steden de grootste hulpbronnenrijke plaatsen in de menselijke samenleving geworden. Hulpbronnen die uit de grond worden gehaald, worden in steden samengebracht in de vorm van een grote verscheidenheid aan geproduceerde goederen, en de reststoffen die aan het einde van het consumptieproces overblijven, hebben de steden in een ander soort ‘mijn’ veranderd. Volgens de gegevens die in 2023 door de US Geological Survey (USGS) zijn vrijgegeven, waren de Chinese reserves aan zeldzame aardmetalen goed voor 35,2% van de wereldbevolking, de mijnbouw voor 58% van de wereld en de consumptie van zeldzame aardmetalen voor 65% van de wereldbevolking. op alle drie de vlakken de eerste ter wereld. China is 's werelds grootste producent, exporteur en toepasser van zeldzame aardmetalen en bekleedt een dominante positie. Een groot aantal zeldzame aardmetalen is in elk aspect van industriële toepassingen geïnfiltreerd. Uit gegevens van het Huajing Industrial Research Institute blijkt dat materialen met zeldzame aardmetalen in 2023 verantwoordelijk waren voor meer dan 42% van de Chinese consumptie van zeldzame aardmetalen, waarbij de overgrote meerderheid van deze materialen werd toegepast in nieuwe energievoertuigen en elektrische tweewielers.
Gemeentelijke mijnen hebben verschillende soorten, overvloedige bronnen, uitgebreide reserves en hoge kwaliteiten die niet te vergelijken zijn met natuurlijke mijnen. Volgens het '2020 Global E-waste Detection'-rapport van de Verenigde Naties bereikte het totale wereldwijde e-waste in 2019 53,6 miljoen ton, waarbij 82,6% werd weggegooid of verbrand zonder recycling. Er wordt voorspeld dat het wereldwijde e-waste in 2030 74,7 miljoen ton zal bereiken. De afgedankte zeldzame-aardemotoren in nieuwe energievoertuigen en elektrische tweewielige voertuigen (waaronder elektrische motorfietsen, elektrische fietsen, elektrische scooters) bevatten zeer zuivere grondstoffen die rijk zijn aan erts, hoogwaardige en zeldzame aardproducten die vergelijkbaar zijn met zeldzame aardmetalen. Ze vertegenwoordigen een echte zeldzame aardse stadsmijn. Zeldzame aardmetalen zijn als niet-hernieuwbare hulpbron van aanzienlijk strategisch belang voor het effectieve herstel en recycling van de mondiale economische ontwikkeling.
Volgens EVTank, een marktonderzoeksorganisatie, bedroeg de totale wereldwijde verzending van elektrische tweewielers in 2023 67,4 miljoen eenheden. China was goed voor 81,9% van de wereldwijde verkoop van elektrische tweewielers, Europa voor 9,2% en andere regio's voor 8,9%. %. Tegen het einde van 2023 bedroeg het bezit van elektrische tweewielers in China ongeveer 400 miljoen, terwijl ontwikkelingslanden als Vietnam, India en Indonesië ook een aanzienlijk bezit van elektrische tweewielers hadden. De mondiale nieuwe energievoertuigen hebben de afgelopen twee jaar een stijging doorgemaakt, waarbij de verkoop in 2022 ongeveer 10 miljoen eenheden en in 2023 14,653 miljoen eenheden zal bereiken. Verwacht wordt dat de mondiale verkoop in 2024 de 20 miljoen eenheden zal overschrijden, waarbij China 60% zal bijdragen aan de mondiale verkoop. Het mondiale bezit van nieuwe energievoertuigen in 2023 heeft ongeveer 400 miljoen eenheden bereikt, waarvan 40 miljoen nieuwe energievoertuigen. Er wordt verwacht dat deze tussen 2023 en 2035 met gemiddeld 23% per jaar zal groeien, in 2030 245 miljoen eenheden zal bereiken en in 2035 verder zal toenemen tot 505 miljoen eenheden. Het groeimomentum is snel. Volgens de European Automobile Manufacturers' Association (EAMA) werden in 2023 3,009 miljoen nieuwe energieauto's geregistreerd in 31 Europese landen, wat neerkomt op een stijging op jaarbasis van 16,2%, met een penetratiegraad van nieuwe energievoertuigen van 23,4%. . De Alliance for Automotive Innovation (AAI) meldde dat de verkoop van Amerikaanse nieuwe energie-lichte voertuigen in de eerste drie kwartalen van 2023 1,038 miljoen eenheden bedroeg, een stijging op jaarbasis van 59%. De gegevens van het Starting Point Research Institute (SPIR) voorspellen dat de mondiale gemiddelde penetratiegraad van nieuwe energievoertuigen in 2030 56,2% zal bereiken, waarbij de penetratiegraad van nieuwe energievoertuigen in China 78% zal bereiken, die in Europa 70%, de VS 52% en andere landen. '30%. Er zijn steden met stedelijke mijnen die niet uitgeput zullen raken, en de ontwikkeling van stedelijke mijnen voor zeldzame aardmetalen is van belang op de lange termijn voor het optimaliseren van de ecologische omgeving, het verkrijgen van mondiale prijsstelling voor zeldzame aardmetalen en het bevorderen van de hoogwaardige ontwikkeling van de wereldeconomie. .
Wereldwijd heeft de recyclingmarkt voor gebruikte zeldzame-aardemotoren een aanzienlijk potentieel. Volgens marktonderzoeksorganisatie SNE Research zal het aantal nieuwe energievoertuigen dat wereldwijd wordt gesloopt naar verwachting toenemen van 560.000 in 2025 tot 4,11 miljoen in 2030, 17,84 miljoen in 2035 en 42,77 miljoen in 2040.
(1) Het versnellen van de transitie naar groen, circulair en koolstofarm.
Traditioneel gebruik van hulpbronnen impliceert een eenrichtingsstroom van hulpbronnen van het productieproces naar de consumptielink en uiteindelijk naar verspilling. De theorie van de circulaire economie introduceert een nieuwe benadering van het gebruik van hulpbronnen door deze eenrichtingsstroom om te zetten in een tweerichtingscyclus. Stedelijke mijnontwikkeling daagt de traditionele methode van grondstoffenverwerving uit en vertegenwoordigt een typische tweerichtingscyclus. Door afval te recyclen wordt niet alleen het afval verminderd en de hulpbronnen vergroot, maar worden er ook nieuwe kansen voor stedelijke ontwikkeling gegenereerd door een proces van vermindering en verbetering.
Natuurlijke mijnen produceren een aanzienlijke hoeveelheid afval vanwege de beperkte hulpbronnen en de druk op het milieu. Daarentegen elimineert de ontwikkeling van snelgroeiende, zeer zuivere en goedkope stedelijke mijnen niet alleen de behoefte aan exploratie, mijnbouw en landherstel, maar wordt ook de afvalproductie aanzienlijk verminderd. Deze verschuiving verandert het traditionele lineaire groeimodel van ‘mijnbouw-smelt-productie-afval’ naar een circulair ontwikkelingsmodel van ‘grondstoffen-producten-afval-hernieuwbare hulpbronnen’. Het toenemende volume afgedankte elektrische auto's en elektrische tweewielige voertuigen draagt jaarlijks bij aan de groei van de stedelijke mijnreserves voor zeldzame aardmetalen. Het recyclen van deze zeldzame aardmijnen sluit aan bij groene ontwikkelingsprincipes, zoals het behoud van hulpbronnen, een lager energieverbruik en milieubescherming.
(2) Recycling om strategische hulpbronnen te behouden
Hoe de recycling van strategische minerale hulpbronnen kan worden gerealiseerd, heeft invloed op de langetermijnontwikkeling van de wereldeconomie. De kwaliteit van metalen, zeldzame edelmetalen en zeldzame aardmetalen in stedelijke mijnen is tientallen of zelfs honderden keren hoger dan die van natuurlijke ertsen. De zeldzame aardmetalenproducten die uit stedelijke mijnen worden verkregen, besparen de stappen van mijnbouw, verrijking, smelten en scheiding van ruwe zeldzame aardertsen. Het traditionele smeltproces van zeldzame aardmetalen vereist hoge vaardigheden en kosten. Het ontwikkelen van stedelijke mijnen om tegen lage kosten zeldzame aardmetalen en magnetische staalproducten uit afgedankte nieuwe energievoertuigen en elektrische tweewielers te winnen, is van strategisch belang voor het beschermen van de mondiale hulpbronnen van zeldzame aardmijnen en het handhaven van de internationale economische ontwikkeling.
Een gemiddelde elektrische tweewielige automotor heeft 0,4 tot 2 kg zeldzame aardmagneten en 0,1 tot 0,6 kg praseodymiumelementen nodig. China schrapt jaarlijks meer dan 60 miljoen elektrische tweewielige voertuigen, waaruit ongeveer 25.000 ton zeldzame aardmagneten kunnen worden teruggewonnen, ter waarde van ongeveer 10 miljard yuan. De terugwinning omvat ook 7.000 ton zeldzame aardmetalen praseodymium- en neodymium-elementen, ter waarde van 2,66 miljard yuan (gebaseerd op de prijs van praseodymium-neodymiumoxide van 38 miljoen yuan/ton op 1 juli 2024). Elke aandrijfmotor van een nieuw energievoertuig heeft doorgaans ongeveer 25 kg zeldzame aardmagneten, 6,25 kg praseodymium en neodymium en 0,5 kg dysprosium nodig. De 560.000 nieuwe energievoertuigen die naar verwachting in 2025 buiten gebruik zullen worden gesteld, zullen 12.500 ton zeldzame aardmagneten bevatten, 3.500 ton praseodymium en neodymium, ter waarde van 1,33 miljard yuan, en 250 ton dysprosium, ter waarde van 467,5 miljoen yuan (gebaseerd op de prijs van 467,5 miljoen yuan). dysprosiumoxide op 1,87 miljoen yuan per 1 juli 2024). Dit vertegenwoordigt het grootste aantal zeldzame aardmagneten ter wereld. In 2023 heeft China een totale controledoelstelling voor de mijnbouw van zeldzame aardmetalen gesteld van 255.000 ton, met het potentieel om 30-40% van de zeldzame aardelementen uit elektrische tweewielers en nieuwe energievoertuigen te ontmantelen en terug te winnen, wat overeenkomt met het huidige mijnbouwvolume van China's zeldzame aardmijnen.
Er wordt verwacht dat de 42,77 miljoen nieuwe energievoertuigen die in 2040 worden gesloopt, 1,07 miljoen ton zeldzame-aardemagneten, 267.000 ton praseodymium-neodymium-elementen en 21.400 ton dysprosium-elementen zullen bevatten. Deze hoeveelheid is aanzienlijk hoger dan de totale zeldzame aardmetalenproducten die worden geïsoleerd uit het mijnbouwvolume van wereldwijde zeldzame aardmijnen. Deze ontwikkeling zal het doel van het behoud van niet-hernieuwbare strategische hulpbronnen volledig verwezenlijken.
(1) Verbetering van de gezondheid en het welzijn van mensen
De natuurvriendelijke stad is een toonbeeld van koolstofarm, ecologisch behoud. De realiteit van het afval rond de stad en de verwijdering van gebruikte elektrische auto's, die schadelijke stoffen bevatten voor het milieu en het menselijk lichaam, blijft echter verontrustend. Dit probleem beïnvloedt de kwaliteit van leven van mensen. Stedelijke mijnontwikkeling elimineert niet alleen de gevaren van afval voor het milieu en het menselijk lichaam, maar waarborgt ook de gezondheid en veiligheid van de stedelijke ecologie. Bovendien versnelt het de realisatie van een harmonieus samenleven tussen mens en natuur.
2. Dilemma's bij stedelijke mijnontwikkeling
De vergroening en het koolstofvrij maken van de economische en sociale ontwikkeling zijn sleutelaspecten van hoogwaardige ontwikkeling. China heeft talloze beleidsmaatregelen en maatregelen geformuleerd voor de ontwikkeling van stedelijke mijnen. Het heeft ook het beheer van vast stedelijk afval en nieuwe verontreinigende stoffen uitgebreid en via verschillende kanalen verbeterd door stedelijke mijnbeurzen en andere evenementen te organiseren. China heeft de wijdverbreide recycling van stedelijke mijnen met zeldzame aardmetalen bevorderd, evenals de kwantitatieve vermindering en het gebruik van hulpbronnen. Er zijn echter nog steeds veel uitdagingen bij het implementeren van een alomvattende natuurbehoudsstrategie en het bevorderen van het economische en intensieve gebruik van hulpbronnen.
(1) Onvoldoende aandacht voor de ontwikkeling van stedelijke mijnbouw
Conventionele mijnbouw wordt uitgevoerd door mijnbouwbedrijven in specifieke mijngebieden, en de verdeling van hulpbronnen in stedelijke mijnen is duidelijk gedecentraliseerd. De traagheid heeft ertoe geleid dat de meeste bedrijven zich hebben geconcentreerd op het afnemende aantal natuurlijke mijnen en hebben geïnvesteerd in kostbaar onderzoek en de ontwikkeling van nieuwe technologieën. De meeste bruikbare minerale hulpbronnen in de wereld bevinden zich niet langer ondergronds, maar zijn aan de oppervlakte opgestapeld in de vorm van 'autograven', 'stalen graven', 'elektronisch afval' en ander afval. Stedelijke mijnen en traditionele mijnen zijn zeer verschillende vormen van mijnbouw. Mijnbouw gaat niet langer over ondergrondse mijnschachten en uitgravingen, maar over het verpletteren van afvalproducten, het classificeren en extraheren van metalen, kunststoffen en andere recyclebare materialen ligt binnen handbereik, maar het erkennen van de werkelijke waarde van deze mijnen en het belang van mijnbouw kan leiden tot een alomvattend gebruik door ondernemingen. Niet veel ondernemingen erkennen echter de waarde en het belang van het ontginnen van deze stedelijke mijnen en het realiseren van een alomvattend gebruik ervan zou de ideologische basis moeten zijn voor de hoogwaardige ontwikkeling van de wereldeconomie.
● Ontoereikende overslag- en verwijderingsnetwerken
Mijnbouwsteden mijnen zonder toestemming van de overheid om de reikwijdte en duur van de mijnbouw te definiëren. Bijgevolg hebben de inzameling, classificatie, transport en verwijdering van afval rechtstreekse gevolgen voor de stabiliteit van de grondstoffenvoorziening van de onderneming. Ontoereikende demontagetechnologie leidt ertoe dat bedrijven de recycling van afgedankte motorproducten verwaarlozen. Sommige burgers nemen hun toevlucht tot de verkoop van afgedankte elektrische fietsen aan mobiele verkopers vanwege het ontbreken van formele recyclingkanalen, waardoor particuliere kopers de belangrijkste inzamelaars worden. Bovendien vereisen de recycling van afgedankte elektrische apparaten, zeven soorten afval, en de demontage en recycling van sloopauto's passende kwalificaties vanwege hun grote afhankelijkheid van nieuwe technologieën. Het is duidelijk dat het vergroten van het publieke bewustzijn, het verbeteren van het recyclingsysteem en het verbeteren van de standaardisatie van ondernemingen van cruciaal belang zijn voor het aanpakken van het probleem van verspreide recyclingentiteiten.
3. Innovatieve ideeën voor stedelijke mijnontwikkeling
De waarde van de ontwikkeling van stedelijke mijnen hangt af van zowel de huidige afvalvoorraad als de toekomstige toename en groeisnelheid. Tegen eind 2021 zullen er 17 steden in de wereld zijn met meer dan 10 miljoen inwoners, en 113 steden in China met meer dan 1 miljoen inwoners. De voorraad nieuwe-energievoertuigen en het aantal afgedankte voertuigen zullen gelijktijdig groeien. Daarom is het essentieel om te blijven verkennen en innoveren om de ontwikkeling van stedelijke mijnen te versterken en hoogwaardige ontwikkeling te bevorderen.
● Beleidsondersteuning en wetenschappelijk management
China realiseert, als consument van nieuwe energievoertuigen en elektrische tweewielers, het doel van de ontwikkeling van stedelijke mijnen om de samenleving, de industrie en de mensheid te dienen. Deze prestatie is onlosmakelijk verbonden met beleidsondersteuning op nationaal niveau, een alomvattend systeem van wet- en regelgeving en de noodzaak van wetenschappelijk management. In 1976 ontwikkelden en voerden de Verenigde Staten de Solid Waste Disposal Act uit, en in 1989 keurde Californië de Comprehensive Waste Management Ordinance goed. Door strenge beleids- en regelgevende maatregelen heeft de productiewaarde van de Amerikaanse duurzame energie-industrie die van de auto-industrie benaderd. Lessen trekken uit de ervaringen van anderen en het toepassen van geavanceerde managementconcepten kunnen de motivatie van ondernemingen vergroten. Een gunstig beleid kan technologische innovatie en het gebruik van nieuwe materialen bij het ontwerpen van milieuvriendelijke producten stimuleren en uiteindelijk tot bronreductie leiden. Het is van cruciaal belang om de publieke bewustmakingscampagnes te intensiveren, zuinige consumptiepraktijken te bevorderen en de afvalrecyclingpercentages te verbeteren. Bovendien kunnen het verhogen van de investeringen in onderzoek naar afvalverwerking en technologische ontwikkeling, het aanmoedigen van particuliere en buitenlandse investeringen en het implementeren van verschillende maatregelen de ontwikkeling van stedelijke mijnen, een essentieel onderdeel van duurzame ontwikkeling, versnellen.
(2) Het groene ontwikkelingsconcept stuurt de ontwikkeling van nieuwe technologieën.
De groene ontwikkelingsbenadering vertegenwoordigt een significante verschuiving in het ontwikkelingsparadigma, waarbij hulpbronnen, milieubescherming en andere beperkingen dienen als de innovatieve drijvende krachten voor stedelijke mijnbouw. Het beschouwt zeldzame, moeilijk te verfijnen en hoogwaardige materialen ook als zowel kansen als uitdagingen. De onafhankelijke innovatie van ondernemingen is de sleutel tot het bereiken van hoogwaardige ontwikkeling, omdat zij het innovatieconcept van beperkte hulpbronnen en onbeperkte recycling omarmen. Door recyclinguitdagingen aan te pakken en gebruik te maken van technologische, apparatuur- en procesinnovaties kunnen bedrijven het potentieel van zeldzame aardmetalen en verfijnde herfabricage ontsluiten. Deze aanpak blaast afvalmaterialen nieuw leven in via meerdere cycli van hergebruik, waardoor de wetenschappelijke en technologische vooruitgang in de industrie wordt bevorderd en het kernconcurrentievermogen wordt versterkt.
(3) Ontwikkeling van de volledige levenscyclus, volledige industriële keten
De ontwikkeling van stedelijke mijnen hangt nauw samen met de levenscyclus van afval. Producten in de industriële beschaving kunnen het lot niet vermijden van ‘van de wieg tot het graf, het voltooien van de levenscyclus van mijnbouwbronnen, productproductie, verkoop, gebruik en worden geëlimineerd als afvalproducten. In de periode van ecologische beschaving kan de ontwikkeling van groene recycling veranderen vervalt in een wonderbaarlijke transformatie. Door de materiaalstroomanalysemethode van interne en externe input-materiaalcyclus-materiaaloutput kan de stroomrichting van afval worden gewijzigd van het "graf" naar de "wieg" en gerealiseerd het lot van ‘wieg tot graf’. ‘Van de wieg tot de wieg meerdere wedergeboorten. Via het platform "Internet + recycling" kan de effectieve verbinding van de drie belangrijkste schakels van afvalproductie, afvalinzameling en afvalrecycling worden bereikt. Door de hele levenscyclus van groen ontwerp, groene productie, groene verkoop, groene recycling en behandeling te ontwikkelen, realiseert het de innovatie van de hele industriële keten, inclusief sorteren en demonteren, voorbehandeling en verwerking, materiaalrecycling en herfabricage.
(4) Het spelen van de rol van een modelleider
De ontwikkeling van stedelijke mijnen met zeldzame aardmetalen kan de capaciteitsvermindering en de groene ontwikkeling van de hele economie op verschillende aspecten bevorderen, zoals milieubescherming en hergebruik van hulpbronnen. Het kan ook een hoogwaardige ontwikkeling bevorderen via structurele hervormingen aan de aanbodzijde. Het positief demonstreren en leiden is van groot belang bij het bevorderen van de netwerkvorming van het recyclingsysteem, de rationalisering van de industriële keten, het opschalen van het gebruik van hulpbronnen, het leiden van technologie en apparatuur, het delen van infrastructuur, de centralisatie van de behandeling van milieubescherming en de standaardisatie van de werking en het beheer. Toonaangevende ondernemingen kunnen de gehele stedelijke mijnbouwindustrie richting hoogwaardige, intelligente, hulpbronnenveilige, schone en efficiënte praktijken van hoge kwaliteit sturen.
(Dit artikel is aangevuld door de Expert Group van Sichuan Yuanlai Shun New Rare Earth Materials Co., Ltd., Zeng Zheng en Song Donghui, onder verwijzing naar het artikel "Hoe stedelijke mijnontwikkeling van hoge kwaliteit te maken door Zhu Yan en Li Xuemei van de School of Environment aan de Renmin Universiteit van China.)