让垃圾"聪明"起来 西方正在寻找电子废品高效回收之法 [复制链接]

    【英国《新科学家》周刊10月7日一期文章】题：机械装置回收场（作者　米歇尔·诺特）
    想过各种机械装置完成使命后会去哪里吗？它们几乎全部被随随便便地抛在垃圾填埋场。但是，这种情况在欧洲就要发生变化了。欧盟委员会即将启动有关法律，用于规范电动产品和电子产品的处理方式。丢弃的装置将返回制造者手中。到2006年，90％的电视、计算机、手机、电动牙刷等产品在被使用者丢掉后都将由制造商回收并重新利用。
    电子垃圾越来越多
    这是一项艰巨的任务。目前，废弃电子设备和电动产品（以下简称WEEE）的回收利用既昂贵又费力。滚筒烘干机和其他主要由铁制成的大型设备在回收时困难不大：它们可以整个被粉碎。令人头痛的是那些体积较小、构造复杂的装置：因为要用手工小心地将其解体才能得到可重新使用的部件
    但是，这不是唯一的办法。如果这些装置在完成使命后能自行解体呢？这正是布鲁内尔大学的一个研究小组为之努力的目标。
    WEEE正逐渐成为一个大问题。仅欧盟每年就产生600多万吨这类垃圾，约占城市垃圾的4％。这听起来也许不多，但WEEE的增加速度却是其他垃圾的3倍左右。
    根据瑞典电信制造商爱立信的统计，全世界目前在使用的移动电话有6亿部，这个数字预计将在2002年达到10亿。随着移动电话的用户从管理人员扩大到青少年学生，下一代多功能、多色彩的电话将成为必备品，并把老机型送入垃圾箱。
    另一件让人头疼的东西是计算机。计算机的平均寿命已从60年代的10年缩短到1998年的4年左右。如今，许多先进机型的使用寿命还不到2年。
    令那些关注垃圾处理的人担忧的不仅是WEEE的数量，而且还有它的构成。电子产品内部紧密结合了许多材料。有些材料非常宝贵，比如黄金。有些则很危险，比如铅、汞、镉、卤化物和砷。WEEE不能一烧了事，因为燃烧后它会释放出像重金属、二氧芑和呋喃等有毒物质。
    现有的回收方法并不是一种吸引人的选择：这使问题更加复杂。手工方法非常昂贵，大约有80％的费用来自劳动成本。回收汽车或洗衣机等产品的费用大约为每吨100欧元，回收一吨电子游戏机或无线电设备的费用则是前者的6倍。所以，欧洲90％以上的WEEE目前都被送到垃圾填埋场一埋了事。
    智能材料构建"自杀"垃圾
    所以，让我们看看布鲁内尔大学的方法吧。如果埃里克·比利特教授和他的小组能造出按照需要自行拆卸的装置，人们就能重新使用有价值的元件并回收那些贵重或危险的材料。研究小组把希望寄托在一种称作"智能材料主动拆卸"（ADSM）的技术上。这种技术依靠的是形状记忆合金（SMA）和形状记忆聚合物（SMP）的特殊性能。这些材料在加热到特定的诱发温度时，形状就会发生剧烈变化。
    首先，传统装置和ADSM装置的唯一区别在于那些把它们接合在一起的部分，比如螺丝或夹子。新式扣件将在加热到预定温度时自行脱落。以后，我们可以在一开始设计产品时就考虑到ADSM。
    SMA属于得到确认的材料，大约30年前就出现了。这类材料主要分为两种：一种以铜、锌和铝合金为基础，另一种由更为昂贵的镍钛合金构成。这些合金的用途越来越广，从空间站连接器到眼镜架和医学设备都有所应用，其价格也在逐渐下降。
    SMP出现的时间较晚，在90年代末才被大规模使用。目前有几家公司生产这种材料，布鲁内尔大学的小组正在利用日本三菱重工业公司开发的一系列聚氨酯开展研究。
    与SMA相比，这些聚合物有一些明显的优势。首先，其价格十分便宜。比利特和他的同事们还能把这些材料的临界温度精确到几度之内。比利特说："诱发温度通常在100～200摄氏度。如果要对产品中的其他元件进行再处理，我们需要能在其他塑料部件解体之前先行解体的塑料扣件。"
    SMA也有自己的优势。它们回复到初始形状时能产生很强的力，这有助于把元件分开。SMP在到达诱发温度时则不会产生力。比利特说："塑料扣件可能需要辅以一节弹簧，但是，由于SMA和SMP的成本不同，你得有特殊的原因才能使用这些金属。"
    西方企业兴趣十足
    布鲁内尔大学的研究已经引起许多大型电子产品制造商的兴趣，这些企业纷纷向其投入资金，作为研究理事会拨款的补充。包括摩托罗拉、松下、诺基亚、柯达、飞利浦和索尼在内的大公司多半都加入了这场竞争。研究小组已经为移动电话、相机、游戏操纵板、立体声系统和计算机等一系列装置配备了具有形状记忆功能的螺丝、夹子、线圈、连杆和磁盘，这些部件能够在加热后自动脱落或使装置解体。从整体上看，试验取得了成功。
    尽管布鲁内尔大学的研究成果近期还无法被业界普遍使用，比利特认为，这条原则已经得到了证明。他说："ADSM已不再是个技术问题，我们目前关注的是它在商业上是否可行。"为此，西班牙已指派两家公司在国内建造由欧盟资助的试验工厂，以检验这项技术。
    但是，还有许多关键问题有待研究。例如，哪种加热手段最合适？到目前为止，研究人员用的一直是热水；然而，热气、红外线甚至微波加热器可能更加经济实用。
    我们也许还可以让解体过程分阶段进行，从而使各种元件得以分类，而不是产生一大堆乱七八糟的零碎。例如，外盒在某一温度下脱离，而支持液晶显示屏的托架可能在稍高的温度下解体。然后是电路板等等。
    这种技术的大规模使用可能还遥遥无期。但这并没有妨碍比利特的同事乔·基奥多想象未来ADSM再循环工厂的样子。按照他的想象，工厂的一头堆放着旧的电视、立体声音响、电话机和计算机。然后，这些破烂由传送带送入一座烤炉。达到初始诱发温度后，它们开始嘎吱嘎吱地分裂。首先，外盒脱落并被机器手清除。下一步，阴极射线管、液晶显示屏、电路板和按键等较大的部件相继解体并等待拣选。最后，集成电路一类较小的元件也脱落下来并被收集到一处。
    布鲁内尔大学的研究小组预言，所有的拣选工作都将自动进行。基奥多说："我们可以把目前许多已得到确认的机械分离技术融进去。"