首頁 > 水中爆破破碎法之應用於城市採礦
:::

水中爆破破碎法之應用於城市採礦

2017/04/14
499
地球上金屬礦物資源的產地集中於少數國家地區,且隨著大量開採而逐漸枯竭。從廢電子產品等人工廢棄物中回收有價金屬,亦即城市採礦(Urban mining),是基於資源循環永續利用的理念,近年來逐漸受到重視
 
 
 

地球上金屬礦物資源的產地集中於少數國家地區,且隨著大量開採而逐漸枯竭。從廢電子產品等人工廢棄物中回收有價金屬,亦即城市採礦(Urban mining),是基於資源循環永續利用的理念,近年來逐漸受到重視。

 

從人工廢棄物中回收金屬的程序其實與採集礦物類似,亦即:破碎→選別→冶煉。破碎的目的為減少礦物或人工廢棄物的體積,使其中的對象金屬與雜質解離,以利於後續的物理選別及化學冶煉程序。

 

傳統的破碎設備,如碎礦機、磨礦機等,利用機械破碎方法減少礦物的大小與體積,破碎後得到的礦物粒子大小較為均一。惟此類破碎方式對於組成、材質皆複雜的人工廢棄物,較難適用。

 

水中爆破破碎法顧名思義,在水中進行爆破:將炸藥和破碎對象物置於水中,利用炸藥爆轟產生的衝撃波爆炸生成的氣體,對破碎對象物進行破碎的方法,可藉由改變炸藥量及炸藥與破碎對象物的距離來調節爆破威力,較常應用於如港灣、河海的水下工程施作,或軍事上的彈藥試爆等。

 

與在空氣中進行的爆破相比較,因水的密度比空氣大,壓縮性比空氣低,所以在水中傳遞爆炸能量較空氣中有效。此外,爆炸產生的噪音及震動等可局侷限於水中,對陸域環境的衝擊影響較低。

 

將此破碎方法應用於破碎人工廢棄物時,衝撃波會在所作用的對象物界面產生反射,並產生拉應力;當不同密度的材料複合接着時,所承受的拉應力也不同,衝擊波會剝離不同密度的材料界面,因而具有機械破碎所沒有的選擇性破碎效果。

 

水中爆破破碎法應用於廢棄手機的破碎實例如下圖所示。手機由金屬及塑膠等各種不同零件材料所組合而成,如利用傳統的機械破碎方法,將無法針對不同類別的零組件進行選擇性破碎;利用水中爆破破碎法,可沿著不同材料的接合處進行破碎,有效分離使金屬與塑膠等不同材質,而達到不同類別零組件別的破碎分離效果,有利於後續的分離回收程序。

 

水中爆破破碎法可適用於以下幾類人工廢棄物的破碎:(一)機械破碎困難的超硬材料,如碳化鎢(WC)等廢棄超硬合金;(二)需大量處理的人工廢棄物,如廢棄電子機械製品、廢棄混凝土、塑膠和金屬、電路板和組裝零件、混凝土和鋼筋等的大量解體,藉由調整炸藥量及破碎對象物的距離,可避免造成過度破碎、粉碎;(三)危險物質的破碎和分解,如電池類等以機械方式進行破碎時會發生爆炸或產生有害物質者,可將爆炸或有害物質的衝擊危害侷限於水中。

 

需特別留意的是,水中爆破破碎法應用於破碎人工廢棄物時,實際操作上具有危險性,須由擁有操作炸藥經驗的專業技術人員於特定設施場所進行,以確保安全。

(本文由科技部補助105年度《「新媒體科普傳播實作計畫」─以環保永續、環境教育、財務金融、應用科學暨新媒體藝術等領域為例》執行 團隊撰稿)
 
責任編輯:蔡美瑛|世新大學廣播電視電影學系



 
推薦文章