Harvinainen maametallikierrätys magneetteista ja muista materiaaleista

Suurimmat tuotemerkit julkaisevat joka vuosi uusia elektroniikkatuotteiden malleja maailmalle, ja siihen liittyy hienoja fanfaareja, tyylikkäästi suunniteltuja mainoksia ja kuratoitua luetteloa hienoista ominaisuuksista. Ne vaikuttivat siltä, ​​että kaikki aiemmat matkapuhelimet olivat yhtäkkiä käyttökelvottomia tai ainakin vanhentuneita. Tämän ilmiön pahentaminen on käytäntö, nimeltään [suunniteltu vanheneminen ", strategia, jota teknologiayritykset käyttävät tuotteidensa elämän keinotekoisesti, jotta uudet tuotteet voivat saada enemmän myyntiä.

Suunniteltu vanheneminen voi liittyä monia tekniikoita: tuotteiden vaikeuttaminen korjata, helposti vaurioitumista tai yksinkertaisesti korvaamalla ne uusilla versioilla, vaikka vanhat olisivat edelleen toiminnallisia [1] . Tämä prosessi ei ole vain karhunpalvelu kuluttajille, vaan myös vahingoittaa ihmisiä ja ympäristöä; Uudet kierrätystekniikat voivat kuitenkin tarjota ratkaisun, ja nämä tekniikat ansaitsevat tutkimuksen.

Kulutuselektroniikan vähittäiskauppa oli 264 miljardia dollaria vuonna 2012, mutta sen ennustetaan nousevan 461 miljardia dollaria vuonna 2021, mikä on noin 75%. Ja kysyntä ei osoita merkkejä hidastumisesta tulevan vuosikymmenen aikana [2]. Henkilökohtaisen elektroniikan kysyntä on lisääntynyt vasta viimeisen vuosikymmenen aikana. Ja kysyntä ei osoita merkkejä hidastumisesta tulevan vuosikymmenen aikana [2].

Tämä kasvava kysyntä puolestaan ​​lisää harvinaisten maametallien elementtien kysyntää, jotka muodostavat näiden laitteiden tärkeitä komponentteja. Esimerkiksi elementtejä, kuten YTTrium, europium ja terbium, käytetään älypuhelinten näytöillä, koska ne ovat fosforeja; Eli he lähettävät valoa.

Vaikka nämä ja muut harvinaiset maametallit ovat välttämättömiä älypuhelinten toiminnan kannalta, niiden malmien louhinta vaikuttaa negatiivisesti ihmisten terveyteen, koska näitä elementtejä löytyy usein läheisessä yhteydessä toriumiin, joka on radioaktiivinen ja syöpää aiheuttava. Lisäksi paikoissa, joissa kaivostoiminta on huonosti säänneltyä, pohjavesi voi olla saastunut, kun suuret määrät jätettä luodaan jätevesilammikoita, jotka vuotavat vaarallisia kemikaaleja, kuten raskasmetalleja ja happoja. Kaivostoiminnan aiheuttamat jätteet ja ympäristöhäiriöt voivat johtaa pilaantumiseen, eroosioon ja happamoitumiseen, ja monet jätetuotteista ovat radioaktiivisia, mikä edistää edelleen vaurioita [3].

Yksi ratkaisu tähän ongelmaan on harvinainen maametallikierrätys, ja tällä alueella on saavutettu merkittävä edistyminen. Esimerkiksi Oak Ridgen kansallisen laboratorion tutkijat ovat kehittäneet menetelmän harvinaisten maametallien palauttamiseksi paristoista yhdessä vaiheessa. Tässä prosessissa käytetään kalvoavustettua liuotinuuttoa, jossa huokoiset tukikerrokset vuorottelevat nestemäisten kalvokerrojen kanssa. Sitten liikkeellepaneva voima, kuten pitoisuusgradientti, työntää tiettyjä hiukkasia nestekalvon läpi sulkemalla pois muut hiukkaset, erottaen siten alkuperäisen aineen komponentit. Tämän tekniikan soveltaminen harvinaisten maametallien elementtien erottamiseen magneetteista on erityisen tehokasta, koska se muuttuu aikaisemmin aikaa vievästä ja kallisista prosessista suhteellisen yksinkertaiseksi tekniikaksi ja voi olla halvempaa kuin uuden malmin louhinta [4].

Magneetit sisältävät noin 33% harvinaisista maametallien elementeistä, mikä tuo valtavan sijoitetun pääoman tuoton kierrätystekniikkaan. Siksi harvinaisten maametallien elementtien palautustekniikka keskittyy pääasiassa magneetteihin. Kierrätykseen on kuitenkin tehtävä enemmän työtä. Magneettien lisäksi erilaisia ​​harvinaisten maametallien elementtejä esiintyy muualla esimerkissä matkapuhelimen näytöissä. Tutkimusta on tehtävä tekniikoita harvinaisten maametallien elementtien purkamiseksi näistä muista komponenteista. Tämä tutkimusalue on välttämätön ala, joka tarvitsee enemmän siihen omistettuja resursseja. Mitä enemmän elementtejä voidaan palauttaa vanhasta matkapuhelimesta, sitä alhaisemmat ympäristön kustannukset uuden tuottamisesta.

Jatkuvan tutkimuksen avulla voidaan kehittää yhä enemmän vanhojen laitteiden ja materiaalien kierrätysstrategioita. Tämän alan ja tulevaisuuden tutkimuksen edistymisen myötä ehkä seuraava teknisessä konferenssissa julkaistu älypuhelin ei ole niin uusi. Sen peruskomponentit voidaan palauttaa niistä menneistä [vanhentuneista "laitteista.

Viite:

[1] Hadhazy, Adam. [Tässä on totuus tekniikan suunnitellusta vanhenemisesta. "BBC Future, BBC, 12

Kesäkuu 2016, www.bbc.com/future/article/20160612-Heres-the-truth-about-the-planned-obsolesence-of-tech.

[2] Vailshery, Lionel. [Yhdysvaltain kulutuselektroniikkateollisuuden vähittäiskauppa jopa 2012-2021. "22. tammikuuta 2021,

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

[3] Ives, Mike. .

Tammikuu 2013, e360.yale.edu/features/boom_in_mining_rare_earths_poss_mounting_toxic_risks.

[4] Deshmane, Vishwanath G et ai. [Harvinaisten maametallien selektiivinen palautuminen monista valikoimasta

E-jätteiden ja prosessin skaalautuvuus kalvoliuottimen uuttamiselle. " Ympäristötiede ja tekniikka, osa 54, 17. joulukuuta 2019, doi: 10.1021/acs.est.9b05695.