Reciclarea rare a pământului din magneți și alte materiale

În fiecare an, marile branduri lansează noi modele de produse electronice în lume, însoțite de o fanfară excelentă, reclame proiectate elegant și o listă curată de caracteristici fanteziste. Acestea au făcut să pară că toate telefoanele mobile anterioare erau brusc inutilizabile sau cel puțin depășite. Exacerbarea acestui fenomen este o practică numită [Obsolescență planificată ”, o strategie folosită de companiile de tehnologie pentru a scurta artificial viața produselor lor, astfel încât produsele noi să poată obține mai multe vânzări.

Obsolescența planificată poate implica multe tehnici: a face ca produsele să fie dificil de reparat, ușor deteriorate sau pur și simplu înlocuindu -le cu versiuni noi, chiar și atunci când cele vechi erau încă funcționale [1] . Nu numai că acest proces este un diserviciu pentru consumatori, dar dăunează și oamenilor și mediului; Cu toate acestea, noile tehnici de reciclare pot oferi o soluție, iar aceste tehnici merită cercetări.

Veniturile de vânzare cu amănuntul de la Consumer Electronics a fost de 264 miliarde de dolari în 2012, dar se estimează că va ajunge la 461 de miliarde de dolari în 2021, o creștere de aproximativ 75%. Iar cererea nu arată niciun semn de încetinire în deceniul următor [2]. Cererea de electronică personală a crescut doar în ultimul deceniu. Iar cererea nu arată niciun semn de încetinire în deceniul următor [2].

Această cerere din ce în ce mai mare, la rândul său, crește cererea pentru elementele de pământ rare care formează componente importante ale acestor dispozitive. Elemente precum YtTrium, Europium și Terbium, de exemplu, sunt utilizate în ecranele smartphone -urilor, deoarece sunt fosfori; adică emit lumină.

Deși aceste și alte elemente rare ale Pământului sunt esențiale pentru funcționarea smartphone -ului, extragerea minereurilor lor are un impact negativ asupra sănătății umane, deoarece aceste elemente se găsesc adesea în contact strâns cu toriu, care este radioactiv și un cancerigen. Mai mult, în locurile în care mineritul este slab reglementat, apele subterane pot fi contaminate atunci când cantități mari de deșeuri creează iazuri de ape uzate care scurg substanțe chimice periculoase, cum ar fi metale grele și acizi. Deșeurile și întreruperea mediului cauzată de minerit poate duce la poluare, eroziune și acidificare, iar multe dintre produsele reziduale sunt radioactive, contribuind în continuare la daune [3].

O soluție la această problemă este reciclarea rară a pământului și s -au înregistrat progrese semnificative în acest domeniu. De exemplu, cercetătorii de la Laboratorul Național Oak Ridge au dezvoltat o metodă de recuperare a metalelor de pământ rare de la baterii într -un singur pas. Acest proces folosește extracția solventului asistat de membrană, în care straturile de sprijin poroase alternează cu straturi de membrană lichidă. Apoi, o forță motrice, cum ar fi un gradient de concentrație, împinge anumite particule prin filmul lichid, excluzând în același timp alte particule, separarea astfel componentelor substanței inițiale. Aplicarea acestei tehnici la separarea elementelor de pământ rare de magneți este deosebit de eficientă, deoarece transformă un proces anterior consumator de timp și costisitor într-o tehnică relativ simplă și poate fi mai puțin costisitoare decât minereul nou [4].

Magneții conțin aproximativ 33% din elementele de pământ rare, ceea ce aduce un randament imens al investițiilor pentru tehnologia de reciclare. Prin urmare, tehnologia de recuperare a elementelor de pământ rare este concentrată în principal pe magneți. Cu toate acestea, se face mai multă muncă pentru reciclare. În afară de magneți, diferite elemente rare ale Pământului apar în alte părți ale electronicelor-de exemplu, în ecranele telefonului mobil. Cercetările trebuie făcute pe tehnici de extragere a elementelor rare de pământ din aceste alte componente. Acest domeniu de cercetare este un domeniu esențial care are nevoie de mai multe resurse dedicate acestuia. Cu cât mai multe elemente care pot fi recuperate de pe un telefon mobil vechi, cu atât costul de mediu este mai mic de a produce unul nou.

Prin cercetări continue, pot fi dezvoltate tot mai multe strategii de reciclare pentru echipamente și materiale vechi. Odată cu progresul acestui domeniu și al cercetărilor viitoare, poate următorul smartphone lansat la conferința tehnică nu va fi atât de nou până la urmă. Componentele sale de bază pot fi restabilite de la cele trecute [dispozitivele învechite „.

Referinţă:

[1] Hadhazy, Adam. [Iată adevărul despre „obsolescența planificată” a tehnologiei. ”BBC Future, BBC, 12

Iunie 2016, www.bbc.com/future/article/20160612-heres-the-truth-about-the-planted-obsolescence-of-tech.

[2] Vailshery, Lionel. [SUA Consumer Electronics Industry Retail chiar 2012-2021. "22 ianuarie 2021,

www.statista.com/statistics/641924/us-consumer-electronics-technology-retail-market-size/.

[3] Ives, Mike. [Boom în minieră Pământuri rare prezintă riscuri toxice. ”Yale Mediu 360, 28

Ianuarie 2013, e360.yale.edu/features/boom_in_mining_rare_earths_poses_mounting_toxic_risks.

[4] Deshmane, Vishwanath G și colab. [Recuperarea selectivă a elementelor de pământ rare dintr -o gamă largă de

E-deșeuri și procese scalabilitatea extracției solventului de membrană. „ Știința și tehnologia mediului, vol. 54, 17 decembrie 2019, doi: 10.1021/acs.9b05695.