Kako reciklirati motorje redkih zemelj Kakovosten razvoj urbanega rudarjenja
Pomen razvoja urbanih rudnikov za izboljšanje kakovosti pri recikliranju motorjev iz redkih zemelj
Medtem ko se zemeljski naravni viri vse bolj izčrpavajo, edinstveni "vir" mestnih odpadkov še naprej raste, mesta pa so postala največja z viri bogata mesta v človeški družbi. Viri, pridobljeni iz zemlje, se zbirajo v mestih v obliki najrazličnejših industrijskih dobrin, ostanki, ki obstajajo na koncu potrošniškega procesa, pa so mesta spremenili v drugo vrsto "rudnika". Po podatkih, ki jih je leta 2023 objavil ameriški geološki inštitut (USGS), kitajske zaloge redkih zemelj predstavljajo 35,2 % svetovnih zalog, rudarjenje 58 % sveta, poraba redkih zemelj pa 65 % svetovnega obsega, na lestvici prvi na svetu v vseh treh pogledih. Kitajska je največji proizvajalec, izvoznik in aplikator redkih zemelj na svetu in ima prevladujoč položaj. Veliko število izdelkov redkih zemelj se je infiltriralo v vse vidike industrijske uporabe. Podatki Inštituta za industrijske raziskave Huajing kažejo, da so materiali s trajnimi magneti iz redkih zemelj leta 2023 predstavljali več kot 42 % kitajske porabe redkih zemelj, pri čemer se je velika večina teh materialov uporabljala za nova energijska vozila in električna dvokolesa.
Komunalni rudniki imajo različne vrste, obilne vire, obsežne rezerve in visoke vsebnosti, ki se ne morejo primerjati z naravnimi rudniki. Po poročilu Združenih narodov o odkrivanju e-odpadkov 2020 je skupni svetovni e-odpadek leta 2019 dosegel 53,6 milijona ton, pri čemer je bilo 82,6 % zavrženih ali sežganih brez recikliranja. Predvideva se, da bo svetovni e-odpadek leta 2030 dosegel 74,7 milijona ton. Odpadni redki zemeljski motorji v novih energetskih vozilih in električnih dvokolesnih vozilih (vključno z električnimi motocikli, električnimi kolesi, električnimi skuterji) vsebujejo surovine visoke čistosti, ki so bogate z rudo, kakovostjo in izdelki redkih zemelj, ki so primerljivi z redkimi zemljami. Predstavljajo prave mestne rudnike redkih zemelj. Redke zemlje imajo kot neobnovljivi vir pomemben strateški pomen za učinkovito predelavo in recikliranje svetovnega gospodarskega razvoja.
Po podatkih EVTank, organizacije za tržne raziskave, je celotna svetovna pošiljka električnih dvokoles leta 2023 dosegla 67,4 milijona enot. Kitajska je predstavljala 81,9 % svetovne prodaje električnih dvokolesnikov, Evropa 9,2 %, druge regije pa 8,9 %. %. Do konca leta 2023 je lastništvo električnih dvokolesnih vozil na Kitajskem doseglo približno 400 milijonov, pri čemer imajo države v razvoju, kot so Vietnam, Indija in Indonezija, prav tako veliko lastništva električnih dvokolesnih vozil. Globalna nova energetska vozila so v zadnjih dveh letih doživela skok, pri čemer je prodaja dosegla približno 10 milijonov enot leta 2022 in 14,653 milijona enot leta 2023. Pričakuje se, da bo svetovna prodaja presegla 20 milijonov enot leta 2024, pri čemer bo Kitajska prispevala 60 % k globalno prodajo. Svetovno lastništvo novih energetskih vozil je leta 2023 doseglo približno 400 milijonov enot, od tega 40 milijonov enot novih energetskih vozil. Predvideva se, da bo med letoma 2023 in 2035 rasla s povprečno letno stopnjo 23 %, leta 2030 dosegla 245 milijonov enot in se leta 2035 še povečala na 505 milijonov enot. Zagon rasti je hiter. Po podatkih Evropskega združenja proizvajalcev avtomobilov (EAMA) je bilo leta 2023 v 31 evropskih državah registriranih 3,009 milijona novih energetskih osebnih avtomobilov, kar je medletno povečanje za 16,2 %, s stopnjo prodora novih energetskih vozil 23,4 %. . Zveza za avtomobilske inovacije (AAI) je poročala, da je prodaja novih energetskih lahkih vozil v ZDA v prvih treh četrtletjih leta 2023 znašala 1,038 milijona enot, kar je 59-odstotno medletno povečanje. Podatki raziskovalnega inštituta Starting Point (SPIR) napovedujejo, da bo svetovna povprečna stopnja prodora novih energetskih vozil leta 2030 dosegla 56,2 %, pri čemer bo stopnja prodora novih energetskih vozil na Kitajskem dosegla 78 %, v Evropi 70 %, v ZDA 52 % in v drugih državah. ' 30 %. Obstajajo mesta z urbanimi rudniki, ki ne bodo izčrpana, razvoj urbanih rudnikov redkih zemelj pa je dolgoročnega pomena za optimizacijo ekološkega okolja, pridobivanje svetovne moči pri določanju cen redkih zemelj in spodbujanje visokokakovostnega razvoja svetovnega gospodarstva. .
Globalno ima trg recikliranja rabljenih motorjev iz redkih zemelj velik potencial. Po podatkih organizacije za tržne raziskave SNE Research se predvideva, da se bo število novih energetskih vozil, razrezanih po vsem svetu, povečalo s 560.000 leta 2025 na 4,11 milijona leta 2030, 17,84 milijona leta 2035 in 42,77 milijona leta 2040.
(1) Pospeševanje prehoda na zeleno, krožno in nizkoogljično okolje.
Tradicionalna uporaba virov vključuje enosmerni tok virov od proizvodnega procesa do potrošniške povezave in na koncu v odpadke. Teorija krožnega gospodarstva uvaja nov pristop k izrabi virov s pretvorbo tega enosmernega toka v dvosmerni cikel. Urbani razvoj rudnikov je izziv za tradicionalno metodo pridobivanja virov in predstavlja tipičen dvosmerni cikel. Z recikliranjem odpadkov ne le zmanjšuje količino odpadkov in povečuje vire, temveč tudi ustvarja nove priložnosti za razvoj mest s procesom zmanjševanja in izboljšanja.
Naravni rudniki zaradi omejenih virov in pritiska na okolje proizvedejo veliko količino odpadkov. Nasprotno pa razvoj hitro rastočih, visoko čistih in poceni mestnih rudnikov ne odpravlja le potrebe po raziskovanju, rudarjenju in obnovi zemljišč, temveč tudi znatno zmanjša nastajanje odpadkov. Ta premik spreminja tradicionalni linearni model rasti "rudarjenje-talilništvo-proizvodni-odpadki" v krožni razvojni model "viri-proizvodi-odpadki-obnovljivi viri". Naraščajoči obseg odsluženih električnih avtomobilov in električnih dvokolesnih vozil letno prispeva k rasti mestnih zalog rudnikov redkih zemelj. Recikliranje teh rudnikov redkih zemelj je v skladu z načeli zelenega razvoja, kot so ohranjanje virov, zmanjšana poraba energije in varstvo okolja.
(2) Recikliranje za ohranjanje strateških virov
Kako uresničiti recikliranje strateških mineralnih surovin, ima vpliv na dolgoročni razvoj svetovnega gospodarstva. Vsebnost kovin, redkih plemenitih kovin in virov redkih zemelj v urbanih rudnikih je na desetine ali celo stokrat višja kot v naravnih rudah. Izdelki redkih zemelj, pridobljeni iz urbanih rudnikov, prihranijo korake rudarjenja, obogatenja, taljenja in ločevanja surovih rud redkih zemelj. Tradicionalni postopek taljenja redkih zemelj zahteva veliko znanja in stroškov. Razvoj urbanih rudnikov za pridobivanje redkih zemelj in izdelkov iz magnetnega jekla redkih zemelj iz odsluženih novih energetskih vozil in električnih dvokolesnikov z nizkimi stroški je strateško pomemben za zaščito svetovnih virov rudnikov redkih zemelj in ohranjanje mednarodnega gospodarskega razvoja.
Povprečen električni dvokolesni avtomobilski motor potrebuje 0,4-2 kg magnetov redkih zemelj in 0,1-0,6 kg prazeodimovih elementov. Kitajska letno zavrže več kot 60 milijonov električnih dvokolesnih vozil, iz katerih je mogoče pridobiti približno 25.000 ton magnetov redkih zemelj, ocenjenih na približno 10 milijard juanov. Pridobivanje vključuje tudi 7000 ton elementov redkih zemelj prazeodimija in neodija, ocenjenih na 2,66 milijarde juanov (na podlagi cene prazeodim-neodimijevega oksida pri 38 milijonih juanov/tono od 1. julija 2024). Vsak nov pogonski motor vozila na energijo običajno potrebuje približno 25 kg magnetov redkih zemelj, 6,25 kg prazeodimija in neodija ter 0,5 kg disprozija. 560.000 novih energetskih vozil, ki naj bi bila razgrajena leta 2025, bo vsebovalo 12.500 ton redkih zemeljskih magnetov, 3.500 ton prazeodimija in neodija v vrednosti 1,33 milijarde juanov in 250 ton disprozija v vrednosti 467,5 milijona juanov (glede na ceno disprozijev oksid na 1,87 milijona juanov od 1. julija 2024). To predstavlja največjo količino magnetov redkih zemelj na svetu. Leta 2023 je Kitajska postavila skupni cilj nadzora nad rudarjenjem redkih zemelj v višini 255.000 ton, s potencialom razstaviti in pridobiti 30-40 % elementov redkih zemelj iz električnih dvokolesnikov in novih energetskih vozil, kar je enako trenutnemu obsegu rudarjenja na Kitajskem rudniki redkih zemelj.
Pričakuje se, da bo 42,77 milijona vozil na novo energijo, ki so bila razrezana leta 2040, vsebovalo 1,07 milijona ton redkih zemeljskih magnetov, 267.000 ton elementov prazeodima in neodija in 21.400 ton elementov disprozija. Ta količina je znatno višja od skupnih izdelkov redkih zemelj, izoliranih iz obsega rudarjenja v svetovnih rudnikih redkih zemelj. S tem razvojem bo celovito dosežen cilj ohranjanja neobnovljivih strateških virov.
(1) Krepitev zdravja in dobrega počutja ljudi
Naravi prijazno mesto je model nizkoogljičnega, ekološkega ohranjanja. Zaskrbljujoča pa je realnost smeti, ki obkrožajo mesto, in odlaganje rabljenih električnih avtomobilov, ki vsebujejo okolju in človeškemu telesu škodljive snovi. Ta težava vpliva na kakovost življenja ljudi. Razvoj urbanih rudnikov ne le odpravlja nevarnosti odpadkov za okolje in človeško telo, temveč tudi zagotavlja zdravje in varnost urbane ekologije. Poleg tega pospešuje uresničevanje harmoničnega sobivanja med človekom in naravo.
2. Dileme, s katerimi se sooča razvoj urbanega rudnika
Ozelenitev in razogljičenje gospodarskega in družbenega razvoja sta ključna vidika kakovostnega razvoja. Kitajska je oblikovala številne politike in ukrepe za razvoj urbanih rudnikov. Prav tako je celovito in po različnih poteh okrepila ravnanje s trdnimi komunalnimi odpadki in novimi onesnaževali z organizacijo urbanih rudniških sejmov in drugih dogodkov. Kitajska je spodbujala razširjeno recikliranje urbanih rudnikov redkih zemelj, pa tudi njihovo kvantitativno zmanjšanje in uporabo virov. Vendar pa je še veliko izzivov pri izvajanju celovite strategije ohranjanja in spodbujanju gospodarne in intenzivne rabe virov.
(1) Nezadostna pozornost razvoju urbanega rudarstva
Konvencionalno rudarjenje izvajajo rudarska podjetja na določenih rudarskih območjih, distribucija virov v urbanih rudnikih pa je izrazito decentralizirana. Zaradi vztrajnosti se je večina podjetij osredotočila na vse manjše število naravnih rudnikov ter vlagala v drage raziskave in razvoj novih tehnologij. Večina uporabnih mineralnih surovin na svetu ni več pod zemljo, ampak so nakopičene na površju v obliki "grobov za avtomobile, "grobov za jeklo, "elektronskih smeti in drugih odpadkov. Mestni rudniki in tradicionalni rudniki so zelo različni obliki rudarjenja. Pri rudarjenju ne gre več za podzemne rudniške jaške in izkopavanje, temveč za drobljenje odpadkov, razvrščanje in pridobivanje kovin, plastike in drugih materialov, ki jih je mogoče reciklirati, da dokončajo začetno zbiranje virov je na dosegu roke, vendar lahko prepoznavanje dejanske vrednosti teh rudnikov in pomena rudarjenja pripelje do celovite uporabe s strani podjetij. Vendar pa le malo podjetij priznava vrednost in pomen rudarjenja v teh urbanih rudnikih in se osredotoča na razvoj urbanih rudnikov bi morala biti ideološka podlaga za kakovosten razvoj svetovnega gospodarstva.
● Neustrezna omrežja za pretovarjanje in odstranjevanje
Rudarska mesta rudarijo brez vladnega dovoljenja za določitev obsega in trajanja rudarjenja. Posledično zbiranje, razvrščanje, prevoz in odlaganje odpadkov neposredno vpliva na stabilnost oskrbe podjetja s surovinami. Zaradi neustrezne tehnologije razgradnje podjetja zanemarjajo recikliranje odpadnih motornih izdelkov. Nekateri državljani se zatečejo k prodaji odpadnih električnih koles mobilnim prodajalcem zaradi pomanjkanja uradnih kanalov za recikliranje, zaradi česar zasebni kupci postanejo primarni zbiralci. Poleg tega recikliranje odpadnih električnih naprav, sedmih vrst odpadkov ter razstavljanje in recikliranje odpadnih avtomobilov zahteva ustrezno usposobljenost zaradi velike odvisnosti od novih tehnologij. Očitno je, da so povečanje ozaveščenosti javnosti, izboljšanje sistema recikliranja in izboljšanje standardizacije podjetij ključnega pomena za reševanje vprašanja razpršenih reciklažnih subjektov.
3. Inovativne ideje za razvoj urbanih rudnikov
Vrednost razvoja mestnih rudnikov je odvisna tako od trenutne zaloge odpadkov kot od prihodnjega povečanja in stopnje rasti. Do konca leta 2021 bo na svetu 17 mest z več kot 10 milijoni prebivalcev, 113 mest na Kitajskem z več kot 1 milijonom prebivalcev. Sočasno se bo povečevala zaloga vozil na nov pogon in količina razrezanih vozil. Zato je nujno nadaljevati z raziskovanjem in inovacijami, da bi okrepili razvoj mestnih rudnikov in spodbujali visokokakovosten razvoj.
● Podpora politiki in znanstveno upravljanje
Kitajska kot porabnica novih energetskih vozil in električnih dvokolesnikov uresničuje cilj razvoja urbanih rudnikov, ki bodo služili družbi, industriji in človeštvu. Ta dosežek je neločljivo povezan s politično podporo na nacionalni ravni, celovitim sistemom zakonov in predpisov ter potrebo po znanstvenem upravljanju. Leta 1976 so Združene države razvile in sprejele Zakon o odstranjevanju trdnih odpadkov, leta 1989 pa je Kalifornija sprejela Odlok o celovitem ravnanju z odpadki. S strogimi političnimi in regulativnimi ukrepi se je vrednost proizvodnje industrije obnovljive energije v ZDA približala vrednosti avtomobilske industrije. Učenje iz izkušenj drugih in sprejemanje naprednih konceptov upravljanja lahko povečata motivacijo podjetja. Ugodne politike lahko spodbudijo tehnološke inovacije, uporabo novih materialov pri oblikovanju okolju prijaznih izdelkov in na koncu dosežejo zmanjšanje vira. Ključnega pomena je okrepiti kampanje za ozaveščanje javnosti, spodbujati prakse varčne potrošnje in izboljšati stopnje recikliranja odpadkov. Poleg tega lahko povečanje vlaganj v raziskave o odlaganju odpadkov in razvoj tehnologije, spodbujanje zasebnih in tujih naložb ter izvajanje različnih ukrepov pospešijo razvoj urbanih rudnikov, bistvene sestavine trajnostnega razvoja.
(2) Koncept zelenega razvoja usmerja razvoj novih tehnologij.
Pristop zelenega razvoja predstavlja pomemben premik v razvojni paradigmi, kjer viri, varstvo okolja in druge omejitve služijo kot inovativna gonilna sila za urbano rudarjenje. Prav tako gleda na redke materiale, ki jih je težko oplemenititi, in materiale visoke vrednosti kot na priložnosti in izzive. Neodvisna inovativnost podjetij je ključ do doseganja visokokakovostnega razvoja, saj sprejemajo inovacijski koncept omejenih virov in neomejenega recikliranja. Z obravnavo izzivov recikliranja in izkoriščanjem tehnoloških inovacij, opreme in procesnih inovacij lahko podjetja sprostijo potencial elementov redkih zemelj in rafinirane predelave. Ta pristop vdahne novo življenje odpadnim materialom z več cikli ponovne uporabe, spodbuja znanstveni in tehnološki napredek v industriji in krepi osnovno konkurenčnost.
(3) Razvoj celotnega življenjskega cikla, celotna industrijska veriga
Razvoj urbanih rudnikov je tesno povezan z življenjskim ciklom odpadkov. Izdelki v industrijski civilizaciji se ne morejo izogniti usodi "od zibelke do groba, zaključijo življenjski cikel od rudarskih virov, proizvodnje izdelkov, prodaje, uporabe in se odstranijo kot odpadni proizvodi. V obdobju ekološke civilizacije se lahko razvoj zelenega recikliranja obrne razpad v čudežno preobrazbo Z metodo analize materialnega toka notranjega in zunanjega vhodnega materialnega cikla-materialnega izhoda se lahko spremeni smer toka odpadkov iz "groba" v "zibelko". usoda »od zibelke do groba« »Od zibelke do zibelke več ponovnih rojstev. Preko platforme »Internet + reciklaža« je mogoče doseči učinkovito povezavo treh glavnih členov proizvodnje odpadkov, zbiranja odpadkov in recikliranja odpadkov. Z razvojem celotnega življenjskega cikla zelenega oblikovanja, zelene proizvodnje, zelene prodaje, zelenega recikliranja in obdelave uresničuje inovativnost celotne industrijske verige, vključno s sortiranjem in razstavljanjem, predobdelavo in predelavo, recikliranjem materiala in ponovno proizvodnjo.
(4) Igranje vloge vzornega vodje
Razvoj mestnih rudnikov redkih zemelj lahko spodbuja zmanjšanje zmogljivosti in zeleni razvoj celotnega gospodarstva v različnih vidikih, kot sta varstvo okolja in ponovna uporaba virov. Prav tako lahko pospeši visokokakovosten razvoj s strukturno reformo na strani ponudbe. Dokazovanje in pozitivno vodenje ima velik pomen pri spodbujanju mreženja sistema recikliranja, racionalizacije industrijske verige, povečevanja uporabe virov, vodilne tehnologije in opreme, souporabe infrastrukture, centralizacije obravnave varstva okolja ter standardizacije delovanja in upravljanja. Vodilna podjetja lahko usmerjajo celotno urbano rudarsko industrijo k vrhunskim, inteligentnim, z viri varnim, čistim in učinkovitim visokokakovostnim praksam.
(Ta članek je dopolnila strokovna skupina Sichuan Yuanlai Shun New Rare Earth Materials Co., Ltd., Zeng Zheng in Song Donghui, pri čemer se je skliceval na članek »How to Make Urban Mine Development High-Quality by Zhu Yan and Li Xuemei s šole za okolje na univerzi Renmin na Kitajskem.)