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第94章:资源困境的探讨
在共享城那宽敞明亮的科研室内,刺目的白灯洒下光芒,将四周摆满的复杂仪器设备照得锃亮。
一张会议桌前,李明、王伟、张鹏、刘涛和董浩五人围坐,他们的目光,都聚焦在面前悬浮着的全息屏幕上,屏幕里,小i那抹蓝色的虚拟形象静静伫立。
李明眉头紧锁,神色凝重,率先打破寂静,向小i发问:“小i,以目前资源的消耗态势和开发情况,你预测2100年后,地球上那些不可再生的稀有自然资源,有没有可能彻底枯竭?”
小i那柔和的电子音瞬间在室内回荡:“李明,从当前趋势和各类因素综合分析,2100年后地球上不可再生的稀有自然资源存在完全枯竭的可能性。
一方面,随着全球人口的持续增长以及工业化进程的加速,对这些稀有资源的需求呈指数级上升。
例如,新能源汽车产业的爆发式发展,使得锂、钴等稀有金属的消耗量急剧增加。
另一方面,尽管人类在资源回收利用和勘探技术上不断进步,但不可再生资源的形成需要漫长的地质年代,其再生速度远远赶不上人类的消耗速度。”
“虽然我们也在探索新的资源获取途径,像是深海资源开采以及太空资源探测,但这些领域仍面临诸多技术瓶颈和高昂成本。
如果在未来几十年内,没有重大的科技突破来改变资源利用模式,从大概率上讲,到2100年部分不可再生的稀有自然资源极有可能面临完全枯竭的严峻局面。”
85岁的张鹏虽已白发苍苍,脸上满是岁月的痕迹,但眼神中透着孩童般的灵动与好奇。
他率先按捺不住,抬手挠了挠稀疏的白发,操着略带沙哑却依然洪亮的声音说道:“小i啊,如今这资源问题火烧眉毛啦,就说钾、锂、铷、铀、钴这些金贵的战略性稀有资源,能不能从回收那些废旧零部件里给弄出来呀?”
小i那柔和的电子音瞬间响起,耐心解答:“当然没问题。
像钾元素,在废旧含钾电池、钾肥废渣以及部分电子废弃物里都能找到。
通过化学沉淀、离子交换这些方法,便能从废弃物的溶液里提取出钾盐。
锂大量存在于废旧锂离子电池中,先对其进行放电、拆解、破碎预处理,再用焙烧、酸浸等手段就能分离出来。
铷在特种玻璃、电子元器件以及含铷矿石加工的废弃物里,利用离子交换、溶剂萃取技术就能提取。
铀在核反应堆退役后的零部件、乏燃料元件里,借助溶剂萃取等后处理工艺可以回收。
钴作为电池、硬质合金的重要原料,从废旧电池和硬质合金里,经过拆解、化学溶解、萃取、电解等步骤也能提取出来。”
王伟微微皱着眉头,伸手摸了摸下巴,满脸疑惑地追问:“从那些成熟的工业品里提炼这些东西,到底得费多大劲、花多少功夫啊?”
小i不紧不慢地回应道:“这需要多方面的投入。
在设备与技术上,破碎机、研磨机这类预处理设备必不可少,还有反应釜、萃取塔等化学分离提纯的设备,购置这些设备成本极高。
而且技术研发也极为关键,得投入大量人力、资金去提升提炼效率和纯度。
能源与原材料方面,预处理时的破碎、研磨,化学处理时的加热、搅拌,都要消耗大量能源,并且提炼过程中还得使用大量化学试剂,用完之后还得进行无害化处理。
人力与时间上,工程师、技术人员、操作人员一个都不能少,人力成本很高,从收集工业品到最终提炼出成品,流程繁杂,耗时也长。
环保与安全方面,会产生废水、废气、废渣,得投入资金建设处理设施,部分提炼过程涉及危险化学品和放射性物质,安全防护和员工培训那是必须要做的。”
张鹏眼睛一亮,兴奋地拍了下桌子,嚷嚷道:“哎呀呀,有没有啥厉害的前沿科技,能让这提炼变得轻松些,就像给咱们的工作插上翅膀呀?”
小i的形象闪烁了一下,似乎在飞速整理数据,紧接着说道:“前沿科技还真不少。
纳米技术中,纳米吸附材料能凭借其巨大的比表面积和特殊的表面活性,高效吸附目标元素;纳米催化剂可以提高反应速率和选择性,降低反应条件。
生物冶金技术里,微生物浸出利用微生物的代谢作用溶解金属;生物吸附剂能从低浓度溶液中吸附金属离子。
膜分离技术,像离子交换膜能根据离子的特性进行分离,纳滤膜和反渗透膜则能浓缩、分离金属离子。
还有人工智能与大数据技术,能优化提炼过程,预测原材料里金属的含量和分布情况。”
刘涛一直沉默不语,此刻突然开口,声音低沉却透着坚定:“先不考虑钱的事儿,从废弃工业品里提炼稀有物,具体都有啥办法呢?”
小i耐心解释道:“物理方法有磁选法,利用磁性差异来分离,比如可以分离出含钴、镍的磁性金属部件;重力分选法,依据密度不同,像用跳汰机、摇床能分离含钾矿物颗粒和脉石矿物;浮选法,往废弃工业品的矿浆里加入特定的浮选药剂,让稀有物附着在气泡上上浮,就像提炼锂的时候富集锂辉石矿物。
化学方法有酸浸法,用酸溶液使稀有物溶解,后续再通过沉淀、萃取进行提纯;碱熔法,用来处理那些难酸溶的,像含铷的云母矿石;氧化还原法,通过改变稀有物的化学价态便于分离,比如提炼铀的时候。
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