- 研究人員成功從報廢太陽能板回收幾乎所有銀。
- 這項技術展示了無酸回收的可行性，並可持續運行。
- 回收銀的經濟效益有望改變，可能低於傳統方法的成本。
- 該技術未來可能應用於其他電子廢物的回收。
新堡大學的研究人員展示了從報廢的太陽能板中幾乎完全回收銀的技術。這項工作代表了全球首個針對太陽能面板回收的連續性試點浮選實驗。該團隊處理了約 22 公斤的太陽能電池材料，來自約 468 公斤的報廢面板。在為期 90 分鐘的連續運行中，幾乎達到 100% 的銀回收率。這一發現標誌著從實驗室階段的概念證明邁向商業可行的回收的重要一步。該試驗由副教授 Mahshid Firouzi 主導，團隊成員包括博士候選人 Hamidreza Saffarian 及榮譽教授 Kevin Galvin，他們均來自大學的關鍵礦產和城市礦業中心。
浮選技術的新應用
這一重大進展不在於浮選技術本身，該技術在採礦領域已使用超過一個世紀，而在於將其應用於報廢的光伏廢料，並證明該過程可以在規模上持續運行，而不僅僅是在小批量條件下。
Firouzi 表示：「我們之前的小規模批量研究證明浮選可以從太陽能板中回收銀，而這項最新的工作展示了該過程可以在更大規模上持續運行，並實現接近 100% 的銀回收，將我們更接近商業化實施。」該過程如何在無酸的情況下運行？這一過程使用水、空氣和少量的收集化學品來分離銀與太陽能電池中的其他材料。這些化學品因其對金屬銀的親和性而被選擇，使得含銀顆粒具有疏水性，而矽豐富的部分則基本保持不變。
當引入空氣泡時，疏水顆粒會附著並上升至泡沫層，作為高品位濃縮物收集。整個分離過程在環境温度下進行，並且不需要傳統浸出方法所需的大量酸。
在這次連續性試點中，漿料的進料速率使氣液滯留時間僅為一分鐘。在覆蓋 42 分鐘的穩態條件下，該過程實現了約 83 倍的銀增值。只有 1.25% 的原料中幾乎包含了所有的銀。最終的濃縮物平均重量含銀量為 48.8%。在穩態期間的七個尾礦樣本中，有六個顯示銀濃度低於分析檢測限，這證實幾乎所有的銀都已在產品流中捕獲。回收銀的經濟案例長期以來，太陽能面板的回收經濟效益不佳。
回收經濟效益的挑戰
回收一個面板的成本約為 10 到 US$15 (約 HK$117)，而將其送往垃圾填埋場的成本僅幾美元。在沒有收入來源來抵消這些成本的情況下，該行業難以在規模上建立自身。
銀是太陽能電池中價值最高的材料。按照當前價格，銀的含量約為 0.6% 的重量，約為每公斤 20 澳元。若回收商能高效捕獲並出售銀，則經濟效益將會改變。Firouzi 表示：「目前，回收的成本往往高於垃圾填埋的成本，但如果回收商能有效回收並出售太陽能板中的銀，那麼經濟效益將會完全改變。」該團隊的初步評估表明，基於浮選的方法可能比酸浸法的成本低三到五倍，主要因為它在環境條件下運行，使用相對低的試劑劑量，並避免了浸出所需的酸消耗和危險廢物管理。
含銀 48.8% 的濃縮物也可能適合直接冶煉，而無需進一步的現場化學處理。
澳大利亞面臨的挑戰預計到 2050 年，澳大利亞將累積超過一百萬公噸的報廢太陽能面板。根據晶體矽面板中的平均銀濃度，這些面板估計含有 300 到 500 公噸的銀。目前，這些材料正朝著垃圾填埋場方向發展，因為尚無經濟可行的回收路徑。該團隊的初步擴大分析表明，澳大利亞預計的 25 年面板廢料流理論上可以在一個 200 毫米的容器中處理。這假設運行在比此次試驗所用的更高固體濃度下，這一點仍需驗證。
該團隊還在探索該方法在其他電子廢物流中的應用，包括從退役數據中心設備中取出的印刷電路板。
無酸回收技術的潛力與挑戰
這項研究展示了從報廢太陽能板中高效回收銀的潛力，特別是在無酸環境下的操作，這對環境保護及資源回收意義重大。隨著太陽能面板的使用增加，未來將面臨大量報廢面板的挑戰，因此開發經濟可行的回收方案至關重要。若能成功降低回收成本，將促進行業的可持續發展，並減少對垃圾填埋場的依賴，進一步推動循環經濟的實現。