Công ty JX Nippon Mining & Metals đang tiến hành thử nghiệm nấu chảy kim loại quý thu được từ pin ô tô điện cũ. Ảnh: Nikkei
Trong lúc các mỏ kim loại trên khắp thế giới đang giảm mạnh sản lượng do ảnh hưởng của đại dịch COVID-19, đe dọa làm sụt giảm nguồn cung các kim loại quý, Nhật Bản – đất nước nghèo tài nguyên - đã tìm ra một nguồn cung cấp mới ngay trong nội địa.
Những núi rác thải điện tử ở đây chứa hàng nghìn tấn kim loại quý như vàng, bạc, và cả các kim loại công nghiệp như lithium, vốn vô cùng quan trọng trong chế tạo ô tô điện. Chỉ xét riêng về vàng, rác thải điện tử tại Nhật được ước tính là “kho dự trữ” khoảng 6.800 tấn – nhiều hơn cả các mỏ vàng dưới lòng đất ở Nam Phi.
Mặc dù hoạt động khai thác khoáng sản đô thị của Nhật Bản đang thu hút sự quan tâm lớn với việc Tokyo cam kết chế tạo các huy chương cho Thế vận hội 2021 từ rác thải tái chế, nỗ lực này trên thực tế đã diễn ra nhiều năm nay. Theo Hiệp hội Công nghiệp Khai thác mỏ Nhật Bản, hoạt động xử lý các thiết bị điện tử thải loại đã tăng gấp 3 lần về khối lượng trong năm tài chính 2018, đạt khoảng 370.000 tấn.
Nhà máy tinh chế Saganoseki của tập đoàn Pan Pacific Copper đã biến kim loại thu hồi từ rác thải đô thị thành đồng nguyên chất 99,3% để sản xuất huy chương Olympic. Ông chủ Saganoseki, Yoshiaki Suzuki cho biết, ông hy vọng dự án sẽ “giúp mọi người hiểu được tầm quan trọng của tái chế kim loại màu và thúc đẩy hơn nữa quá trình xây dựng một nền kinh tế tuần hoàn”.
Trong khi đó, công ty Mitsubishi Materials tự hào là một trong những công ty có công suất tái chế lớn nhất thế giới, ở mức 160.000 tấn/năm. Nhà máy tinh chế Naoshima của công ty, đặt tại tỉnh Kagawa, miền Tây Nhật Bản, là nơi cung cấp nguyên liệu chế tạo các huy chương Olympic Mùa Hè 2021.
Rác thải điện tử được tái chế thành đồng có độ tinh khiết cao tại nhà máy luyện kim Pan Pacific Copper, ở thành phố Oita, Nhật Bản. Ảnh: Nikkei
Các nhà sản xuất kim loại màu khác tham gia khai thác rác thải đô thị bao gồm JX Nippon Mining & Metal, Dowa Holdings và Sumitomo Metal Mining. Trong đó, công ty JXTG Holdings tập trung vào đồng, bạc, cũng như các kim loại hiếm. Dowa có công nghệ chiết tách hơn 20 loại kim loại và đặc biệt rất mạnh trong thu hồi vàng, bạc từ rác thải công nghiệp.
Song song với việc tiến hành những bước đi nghiêm túc về khai thác khoáng sản đô thị, các doanh nghiệp Nhật Bản cũng hướng tới mở rộng kinh doanh ra nước ngoài. Tái chế kim loại đã thu hút nhiều sự chú ý trên toàn thế giới, và cuộc tranh giành bảng mạch điện tử thải loại được dự báo sẽ nóng lên
Khai khoáng đô thị từng được coi là một nỗ lực mang trách nhiệm xã hội, tuy nhiên, ngày nay việc thu hồi kim loại quý từ rác thải đã được phát triển để thu lợi nhuận.
So với các kim loại quý, vốn có nhiều trong bảng mạch điện tử, việc thu hồi kim loại hiếm mang lại lợi nhuận thấp hơn. Các nút thắt trong ngành này gồm chi phí phân loại, tháo dỡ và thu hồi.
Hiện tại, không có phương pháp nào chi phí thấp để phân loại và phân tích các bảng mạch thải loại nhằm xác định những vật liệu có thể tái sử dụng. Quá trình này bao gồm rất nhiều hoạt động thủ công, vì thế việc tìm kiếm các giải pháp tiết kiệm nhân công đã trở thành một vấn đề cấp bách hiện nay ở Nhật Bản.
Đồ thị cho thấy tốc độ tăng mạnh của rác thải điện tử hàng năm tại Nhật Bản.
Viện Khoa học và Công nghệ Công nghiệp Tiên tiến quốc gia Nhật Bản (AIST) hiện đang dẫn đầu một tổ hợp (consortium) có tên Cơ sở nghiên cứu Khai khoáng đô thị chiến lược. Dự án mang tên SURE này đang phát triển các nhà máy tự động, có khả năng tháo dỡ các thiết bị điện tử, thu hồi bảng mạch và phân loại kim loại. Mục tiêu của dự án là nhằm hoàn thiện một quy trình cho phép tăng tốc sản lượng khai khoáng đô thị lên trên 10 lần so với lao động thủ công. SURE có kế hoạch đưa vào hoạt động một nhà máy thí điểm vào năm 2021.
Pin lithium-ion đã qua sử dụng, đặc biệt là pin được sử dụng trong ô tô điện, là một loại rác thải có tiềm năng phong phú cho khai khoáng đô thị. Hồi tháng 2, JX Nippon Mining đã mua qua mạng các thiết bị tích hợp nhằm tái chế pin ô tô để thu hồi các kim loại như lithium và cobalt với chi phí thấp hơn.
Sumitomo Metal Mining thì vận hành một cơ sở chiết xuất đồng, cobalt và niken từ pin lithium-ion. Cơ sở này dự kiến sẽ bắt đầu hoạt động thương mại sớm nhất là vào năm 2021. Công ty cũng đang làm việc với Toyota Moto về tái chế nikel từ các pin ô tô xăng lai điện.
Rác thải điện tử đang chờ đưa vào nhà máy tinh chế Naoshima của Mitsubishi Materials trên đảo Shikoku. Ảnh: Nikkei
Theo trang Nikkei, các nhà giao dịch đã nhìn thấy cơ hội kinh doanh béo bở trong việc tái sử dụng pin ô tô cũ, nhất là khi sản lượng được dự báo sẽ tăng đáng kể trong thập kỷ tới.
Pin cho xe ô tô điện duy trì phần lớn dung lượng khi hết tuổi thọ, vì thế có thể sử dụng cho các mục đích khác như lưu trữ điện trong gia đình. Nhiều loại pin có thể được kết nối để tạo ra hệ thống lưu trữ phục vụ các cơ sở năng lượng tái tạo. Về mặt này thì Trung Quốc đã thu hút sự chú ý với vai trò nguồn cung cấp tiềm năng.
Cuối năm 2019, công ty Marubeni của Nhật đã quyết định đầu tư vào công ty xe điện Byton của Trung Quốc nhằm bảo đảm nguồn pin linthion-ion để tái sử dụng trong các hệ thống lưu trữ quy mô lớn. Vừa trước đó, công ty Itochu, Nhật Bản cũng tham gia một liên doanh tái chế pin với đối tác Trung Quốc là Shenzhen Pandpower.