電子垃圾中的關鍵礦物不該進掩埋場！微波技術有望成為回收電子廢棄物的乾淨解方

當你手上的電腦或手機報廢、送去回收站後，你知道它會經歷什麼嗎？

在回收中心，大型磁鐵會先將鋼鐵分離，旋轉滾筒則將鋁料丟進專用容器，銅線會被整齊打包回收。但在傳送帶上持續運作的同時，有些價值極高但知名度不高的礦物——如鎵（Gallium）、銦（Indium）、鉭（Tantalum）——卻會悄悄被忽略，流入垃圾掩埋場或混入水泥中。

這些礦物稱為「關鍵材料」，是生產各種先進科技裝置不可或缺的元素，且目前美國供應短缺。可惜的是，現行的回收技術要從電子廢棄物中萃取這些礦物，不但成本高，也有安全疑慮，許多業者索性放棄回收。

關鍵材料需求飆升，但回收率極低

美國在 2018 年產生約 270 萬公噸電子廢棄物。根據聯合國統計，美國實際回收比例僅約 15%，其中有近半數設備被運往海外進行拆解——通常採用燃燒或強酸萃取等高污染手段，危害環境與工人健康，因此美國環保署已限制此類方法。

其實，幾乎你身邊所有的科技產品中都有關鍵礦物：手機螢幕上會用到銦錫氧化物（Indium Tin Oxide），LED 燈發光靠的是鎵，鉭則廣泛存在於電容器中。美國能源部早已將這些礦物列入「高風險」清單，表示其供應鏈高度依賴中國等少數幾個國家，一旦遇上貿易衝突或地緣政治風險，供應很可能中斷。

價格方面，根據美國地質調查局數據，2024 年鎵每公斤價格落在美金 220 至 500 元（約新台幣 7,200 至 16,400 元），是常見金屬銅（約 9.48 美元／公斤）價格的 50 倍以上。

微波技術翻轉回收模式

西維吉尼亞大學材料與機械工程系嘗試了新的方法：能否只加熱電子廢棄物中含有關鍵礦物的部分？如果能聚焦加熱這些微小的金屬斑點，或許能大幅提高回收效率與純度。

解方是「微波」。

原理與家用微波爐類似，但規模更大、功率更強。我們不是加熱水分子，而是加熱「碳」，也就是像蠟燭火焰或汽車排氣產生的黑色殘留物。碳比水更容易吸收微波產生高溫，因此能在極短時間內快速升溫（警告：家用微波爐不能做這種實驗）。

在這項技術中，先將電子廢棄物粉碎、混入稱為「熔劑」的材料，再用微波加熱。塑膠與膠合材料中的碳會升溫並與關鍵礦物反應，最終形成一小塊如米粒般大小、質地多孔的純金屬。這些金屬可透過濾材輕鬆分離，無需有毒化學藥劑。

實驗室測試結果顯示，可回收約 80% 的鎵、銦與鉭，純度介於 95% 至 97% 之間，並能整合進現有回收流程中。

如何讓回收成為常態？

這項研究獲得美國國防高等研究計劃署（DARPA）資助。雖然國防用途所需的礦物數量少於民間，但這些材料關係到雷達、核能與高階通訊設備的核心技術，對國安有關鍵影響。目前正計畫將這項技術擴大應用至智慧手機電路板、LED 零件與伺服器卡，進一步優化設計。未來若可擴展至大型處理系統，每小時處理一公噸電子廢棄物，將可回收高達 50 磅（約 22 公斤）的關鍵礦物。

不過若要讓這類技術普及，有幾個關鍵方向需要改革：國會可考慮立法，要求電子產品製造商負責產品回收；同時也應補上法規漏洞，禁止企業將電子廢棄物出口至開發中國家。從經濟面來看，只要回收技術夠便宜、效率夠高，業者自然會願意投資，國內供應鏈也能逐步建立。

當回收不再是沉重成本，而是一筆可預見的資源與獲利來源，美國對關鍵礦物的依賴也將出現根本性轉變。