Como reciclar motores de terras raras Desenvolvimento de qualidade da mineração urbana

A importância do desenvolvimento de minas urbanas para a melhoria da qualidade na reciclagem de motores de terras raras

Enquanto os recursos naturais da Terra se esgotam cada vez mais, o “recurso” único dos resíduos urbanos continua a crescer e as cidades tornaram-se os locais mais ricos em recursos da sociedade humana. Os recursos extraídos da terra estão sendo reunidos nas cidades na forma de uma grande variedade de bens manufaturados, e os resíduos que existem no final do processo de consumo transformaram as cidades em outro tipo de “mina”. De acordo com os dados divulgados pelo US Geological Survey (USGS) em 2023, as reservas de terras raras da China representavam 35,2% do mundo, a mineração representava 58% do mundo e o consumo de terras raras representava 65% do mundo, classificando primeiro no mundo em todos os três aspectos. A China é o maior produtor, exportador e aplicador mundial de terras raras, ocupando uma posição dominante. Um grande número de produtos de terras raras se infiltrou em todos os aspectos das aplicações industriais. Dados do Instituto de Pesquisa Industrial Huajing mostram que os materiais de ímãs permanentes de terras raras representaram mais de 42% do consumo de terras raras da China em 2023, com a grande maioria desses materiais aplicados em veículos de novas energias e veículos elétricos de duas rodas.

As minas municipais possuem vários tipos, fontes abundantes, extensas reservas e altos teores que não podem ser comparados às minas naturais. De acordo com o relatório "2020 Global E-waste Detection" das Nações Unidas, o total global de lixo eletrônico atingiu 53,6 milhões de toneladas em 2019, com 82,6% sendo descartados ou incinerados sem reciclagem. Prevê-se que o lixo eletrónico global em 2030 atinja 74,7 milhões de toneladas. Os resíduos de motores de terras raras em veículos de novas energias e veículos elétricos de duas rodas (incluindo motocicletas elétricas, bicicletas elétricas, scooters elétricos) contêm matérias-primas de alta pureza que são ricas em minério, grau e produtos de terras raras comparáveis ​​às terras raras. Eles representam minas genuínas de cidades de terras raras. As terras raras, como recurso não renovável, têm uma importância estratégica significativa para a recuperação e reciclagem eficazes do desenvolvimento económico global.

De acordo com a EVTank, uma organização de pesquisa de mercado, a remessa global global de veículos elétricos de duas rodas atingiu 67,4 milhões de unidades em 2023. A China foi responsável por 81,9% das vendas globais de veículos elétricos de duas rodas, a Europa por 9,2% e outras regiões por 8,9%. %. No final de 2023, a propriedade de veículos elétricos de duas rodas na China atingiu cerca de 400 milhões, com países em desenvolvimento como o Vietname, a Índia e a Indonésia também tendo uma propriedade significativa de veículos elétricos de duas rodas. Os veículos globais de novas energias experimentaram uma mudança nos últimos dois anos, com vendas atingindo cerca de 10 milhões de unidades em 2022 e 14,653 milhões de unidades em 2023. Espera-se que as vendas globais excedam 20 milhões de unidades em 2024, com a China contribuindo com 60% para as vendas globais. A propriedade global de veículos de novas energias em 2023 atingiu cerca de 400 milhões de unidades, sendo 40 milhões de unidades veículos de novas energias. Prevê-se que cresça a uma taxa média anual de 23% entre 2023 e 2035, atingindo 245 milhões de unidades em 2030 e aumentando ainda mais para 505 milhões de unidades em 2035. A dinâmica de crescimento é rápida. De acordo com a Associação Europeia de Fabricantes de Automóveis (EAMA), em 2023, 3,009 milhões de automóveis de passageiros de novas energias foram matriculados em 31 países europeus, mostrando um aumento anual de 16,2%, com uma taxa de penetração de veículos de novas energias de 23,4%. . A Alliance for Automotive Innovation (AAI) informou que as vendas de veículos leves de nova energia nos EUA nos primeiros três trimestres de 2023 totalizaram 1,038 milhão de unidades, um aumento anual de 59%. Os dados do Starting Point Research Institute (SPIR) prevêem que a taxa média global de penetração de novos veículos energéticos atingirá 56,2% em 2030, com a taxa de penetração de novos veículos energéticos da China atingindo 78%, a da Europa 70%, a dos EUA 52% e outros países. '30%. Existem cidades com minas urbanas que não serão esgotadas, e o desenvolvimento de minas urbanas de terras raras é de importância a longo prazo para otimizar o ambiente ecológico, obter poder global de precificação de terras raras e promover o desenvolvimento de alta qualidade da economia global .

Globalmente, o mercado de reciclagem de motores de terras raras usados ​​tem um potencial significativo. De acordo com a organização de pesquisa de mercado SNE Research, prevê-se que o número de novos veículos energéticos sucateados em todo o mundo aumente de 560.000 em 2025 para 4,11 milhões em 2030, 17,84 milhões em 2035 e 42,77 milhões em 2040.

(1) Acelerar a transição para uma economia verde, circular e de baixo carbono.

A utilização tradicional de recursos envolve um fluxo unidirecional de recursos do processo de produção para o elo de consumo e, eventualmente, para o desperdício. A teoria da economia circular introduz uma nova abordagem à utilização de recursos, convertendo este fluxo unidirecional num ciclo bidirecional. O desenvolvimento de minas urbanas desafia o método tradicional de aquisição de recursos e representa um ciclo típico de mão dupla. Ao reciclar resíduos, não só reduz os resíduos e aumenta os recursos, mas também gera novas oportunidades para o desenvolvimento urbano através de um processo de redução e melhoria.

As minas naturais produzem uma quantidade significativa de resíduos devido aos recursos limitados e à pressão ambiental. Em contraste, o desenvolvimento de minas urbanas de rápido crescimento, alta pureza e baixo custo não só elimina a necessidade de exploração, mineração e restauração de terras, mas também reduz significativamente a geração de resíduos. Esta mudança altera o tradicional modelo de crescimento linear de “mineração-fundição-fabricação-resíduos” para um modelo de desenvolvimento circular de “recursos-produtos-resíduos-recursos renováveis”. O volume crescente de carros elétricos e veículos elétricos de duas rodas sucateados contribui anualmente para o crescimento das reservas de minas urbanas de terras raras. A reciclagem destas minas de terras raras está alinhada com os princípios do desenvolvimento verde, como a conservação de recursos, a redução do consumo de energia e a proteção ambiental.

(2) Reciclagem para conservar recursos estratégicos

Como realizar a reciclagem de recursos minerais estratégicos tem influência no desenvolvimento a longo prazo da economia global. O teor de metais, metais preciosos raros e recursos de terras raras nas minas urbanas é dezenas ou mesmo centenas de vezes superior ao dos minérios naturais. Os produtos de terras raras obtidos em minas urbanas economizam as etapas de mineração, beneficiamento, fundição e separação de minérios de terras raras brutos. O processo tradicional de fundição de terras raras requer altas habilidades e custos. O desenvolvimento de minas urbanas para extrair terras raras e produtos de aço magnético de terras raras de novos veículos energéticos e veículos elétricos de duas rodas sucateados a baixos custos é estrategicamente importante para proteger os recursos globais de minas de terras raras e manter o desenvolvimento económico internacional.

O motor elétrico médio de um carro de duas rodas requer 0,4-2 kg de ímãs de terras raras e 0,1-0,6 kg de elementos de praseodímio. A China desfaz anualmente mais de 60 milhões de veículos eléctricos de duas rodas, dos quais podem ser recuperadas aproximadamente 25.000 toneladas de ímanes de terras raras, avaliados em cerca de 10 mil milhões de yuan. A recuperação também inclui 7.000 toneladas de praseodímio e elementos de neodímio de terras raras, avaliadas em 2,66 bilhões de yuans (com base no preço do óxido de praseodímio-neodímio de 38 milhões de yuans/tonelada em 1º de julho de 2024). Cada novo motor de veículo energético normalmente precisa de cerca de 25 kg de ímãs de terras raras, 6,25 kg de praseodímio e neodímio e 0,5 kg de disprósio. Os 560.000 veículos de nova energia projetados para serem desativados em 2025 conterão 12.500 toneladas de ímãs de terras raras, 3.500 toneladas de praseodímio e neodímio, avaliados em 1,33 bilhão de yuans, e 250 toneladas de disprósio, avaliados em 467,5 milhões de yuans (com base no preço de óxido de disprósio em 1,87 milhão de yuans em 1º de julho de 2024). Isto representa a maior quantidade de ímãs de terras raras em todo o mundo. Em 2023, a China estabeleceu uma meta total de controle de mineração de terras raras de 255.000 toneladas, com potencial para desmantelar e recuperar 30-40% dos elementos de terras raras de veículos elétricos de duas rodas e veículos de novas energias, equivalente ao atual volume de mineração da China. minas de terras raras.

Espera-se que os 42,77 milhões de novos veículos de energia sucateados em 2040 contenham 1,07 milhão de toneladas de ímãs de terras raras, 267.000 toneladas de elementos praseodímio-neodímio e 21.400 toneladas de elementos disprósio. Este montante é significativamente superior ao total de produtos de terras raras isolados do volume de mineração das minas globais de terras raras. Este desenvolvimento atingirá de forma abrangente o objectivo de conservação dos recursos estratégicos não renováveis.

(1) Melhorar a saúde e o bem-estar das pessoas

A cidade amiga da natureza é um modelo de conservação ecológica e de baixo carbono. Porém, a realidade do lixo que cerca a cidade e do descarte de carros elétricos usados, que contêm substâncias nocivas ao meio ambiente e ao corpo humano, permanece preocupante. Esse problema afeta a qualidade de vida das pessoas. O desenvolvimento de minas urbanas não apenas elimina os perigos dos resíduos para o meio ambiente e para o corpo humano, mas também garante a saúde e a segurança da ecologia urbana. Além disso, acelera a realização da coexistência harmoniosa entre o homem e a natureza.

2.Dilemas enfrentados pelo desenvolvimento de minas urbanas

A ecologização e a descarbonização do desenvolvimento económico e social são aspectos fundamentais do desenvolvimento de alta qualidade. A China formulou inúmeras políticas e medidas para o desenvolvimento de minas urbanas. Também melhorou a gestão de resíduos sólidos urbanos e de novos poluentes de forma abrangente e através de vários canais, organizando feiras de minas urbanas e outros eventos. A China promoveu a reciclagem generalizada de minas urbanas de terras raras, bem como a sua redução quantitativa e utilização de recursos. No entanto, ainda existem muitos desafios à implementação de uma estratégia de conservação abrangente e à promoção da utilização económica e intensiva dos recursos.

(1) Atenção insuficiente ao desenvolvimento da mineração urbana

A mineração convencional é realizada por empresas mineiras em áreas mineiras específicas e a distribuição de recursos nas minas urbanas é marcadamente descentralizada. A inércia levou a maioria das empresas a concentrarem-se no número cada vez menor de minas naturais e a investirem em investigação e desenvolvimento dispendiosos de novas tecnologias. A maior parte dos recursos minerais utilizáveis ​​do mundo já não se encontra no subsolo, mas sim empilhados à superfície sob a forma de "sepulturas de automóveis", sepulturas de aço, "lixo electrónico e outros resíduos. As minas urbanas e as minas tradicionais são formas muito diferentes de mineração. A mineração não se trata mais de poços de minas subterrâneas e escavações, mas de trituração de resíduos, classificação e extração de metais, plásticos e outros materiais recicláveis. Os novos mineiros só precisam classificar o lixo para completar a coleta inicial de recursos. está ao alcance, mas reconhecer o valor real destas minas e a importância da mineração pode levar a uma utilização abrangente pelas empresas. No entanto, poucas empresas reconhecem o valor e a importância da mineração destas minas urbanas e da realização de uma utilização abrangente. deve ser a base ideológica para o desenvolvimento de alta qualidade da economia mundial.

● Redes inadequadas de transbordo e descarte

As cidades mineiras exploram sem autorização governamental para definir o âmbito e a duração da mineração. Consequentemente, a coleta, classificação, transporte e destinação dos resíduos impactam diretamente na estabilidade do abastecimento de matéria-prima do empreendimento. A tecnologia de desmantelamento inadequada leva as empresas a negligenciarem a reciclagem de resíduos de produtos motores. Alguns cidadãos recorrem à venda de bicicletas eléctricas usadas a vendedores ambulantes devido à falta de canais formais de reciclagem, o que faz com que os compradores privados se tornem os principais colectores. Além disso, a reciclagem de resíduos de aparelhos eléctricos, sete tipos de resíduos e o desmantelamento e reciclagem de sucata de automóveis exigem qualificações adequadas devido à sua elevada dependência de novas tecnologias. É evidente que aumentar a sensibilização do público, melhorar o sistema de reciclagem e melhorar a normalização empresarial são cruciais para resolver a questão das entidades de reciclagem dispersas.

3. Ideias inovadoras para o desenvolvimento de minas urbanas

O valor do desenvolvimento das minas urbanas depende tanto do actual stock de resíduos como do futuro aumento e taxa de crescimento. Até o final de 2021, haverá 17 cidades no mundo com uma população de mais de 10 milhões, 113 cidades na China com uma população de mais de 1 milhão. O stock de veículos de novas energias e a quantidade de veículos sucateados crescerão simultaneamente. Portanto, é essencial continuar a explorar e inovar para fortalecer o desenvolvimento das minas urbanas e promover o desenvolvimento de alta qualidade.

● Apoio político e gestão científica

A China, como consumidora de novos veículos energéticos e veículos elétricos de duas rodas, concretiza o objetivo do desenvolvimento de minas urbanas para servir a sociedade, a indústria e a humanidade. Esta conquista é inseparável do apoio político a nível nacional, de um sistema abrangente de leis e regulamentos e da necessidade de gestão científica. Em 1976, os Estados Unidos desenvolveram e promulgaram a Lei de Eliminação de Resíduos Sólidos e, em 1989, a Califórnia aprovou a Portaria Abrangente de Gestão de Resíduos. Através de medidas políticas e regulamentares rigorosas, o valor da produção da indústria de energia renovável dos EUA aproximou-se do da indústria automóvel. Tirar lições das experiências de outros e adotar conceitos avançados de gestão pode aumentar a motivação empresarial. Políticas favoráveis ​​podem incentivar a inovação tecnológica, a utilização de novos materiais na concepção de produtos ecológicos e, em última análise, alcançar a redução na fonte. É crucial intensificar as campanhas de sensibilização pública, promover práticas de consumo frugais e melhorar as taxas de reciclagem de resíduos. Além disso, o aumento do investimento na investigação e no desenvolvimento tecnológico sobre a eliminação de resíduos, o incentivo aos investimentos privados e estrangeiros e a implementação de diversas medidas podem acelerar o desenvolvimento das minas urbanas, uma componente vital do desenvolvimento sustentável.

(2) O conceito de desenvolvimento verde orienta o desenvolvimento de novas tecnologias.

A abordagem de desenvolvimento verde representa uma mudança significativa no paradigma de desenvolvimento, onde os recursos, a protecção ambiental e outras restrições servem como forças motrizes inovadoras para a mineração urbana. Também vê materiais raros, difíceis de refinar e de alto valor como oportunidades e desafios. A inovação independente das empresas é a chave para alcançar um desenvolvimento de alta qualidade, uma vez que abraçam o conceito de inovação de recursos limitados e reciclagem ilimitada. Ao enfrentar os desafios da reciclagem e ao alavancar inovações tecnológicas, de equipamentos e de processos, as empresas podem desbloquear o potencial dos elementos de terras raras e da refabricação refinada. Esta abordagem dá nova vida aos resíduos através de múltiplos ciclos de reutilização, promovendo avanços científicos e tecnológicos na indústria e reforçando a competitividade central.

(3) Desenvolvimento completo do ciclo de vida, cadeia industrial completa

O desenvolvimento das minas urbanas está intimamente relacionado com o ciclo de vida dos resíduos. Os produtos da civilização industrial não podem evitar o destino de "do berço ao túmulo, completando o ciclo de vida desde os recursos de mineração, produção de produtos, vendas, uso e sendo eliminados como resíduos. No período da civilização ecológica, o desenvolvimento da reciclagem verde pode virar decadência em uma transformação milagrosa. Através do método de análise do fluxo de material de entrada-ciclo de material-saída interna e externa, a direção do fluxo de resíduos pode ser alterada. Os resíduos serão transferidos do "túmulo" para o "berço" e realizados. o destino do "berço ao túmulo" "Do berço ao berço, múltiplos renascimentos. Através da plataforma "Internet + reciclagem", pode ser alcançada a ligação eficaz dos três principais elos de produção de resíduos, recolha de resíduos e reciclagem de resíduos. Ao desenvolver todo o ciclo de vida do design verde, produção verde, vendas verdes, reciclagem verde e tratamento, ela realiza a inovação de toda a cadeia industrial, incluindo classificação e desmontagem, pré-tratamento e processamento, reciclagem de materiais e remanufatura.

(4) Desempenhando o papel de líder modelo

O desenvolvimento de minas urbanas de terras raras pode promover a descapacidade e o desenvolvimento verde de toda a economia em vários aspectos, tais como a protecção ambiental e a reutilização de recursos. Pode também promover o desenvolvimento de alta qualidade através de reformas estruturais do lado da oferta. Demonstrar e liderar positivamente tem uma importância significativa na promoção da interligação em rede do sistema de reciclagem, na racionalização da cadeia industrial, no aumento da utilização de recursos, na liderança de tecnologia e equipamentos, na partilha de infra-estruturas, na centralização do tratamento de protecção ambiental e na normalização da operação e gestão. As empresas líderes podem orientar toda a indústria de mineração urbana para práticas de alta qualidade, inteligentes, seguras em termos de recursos, limpas e eficientes.

(Este artigo foi concluído pelo Grupo de Especialistas de Sichuan Yuanlai Shun New Rare Earth Materials Co., Ltd., Zeng Zheng e Song Donghui, citando o artigo "Como tornar o desenvolvimento urbano de minas de alta qualidade por Zhu Yan e Li Xuemei da Escola de Meio Ambiente da Universidade Renmin da China.)