Sjeldne jordartselementer er avgjørende for bruk i moderne teknologi og er nøkkelkomponenter i de fleste elektroniske produkter. Til tross for viktigheten av sjeldne jordartselementer, blir bare rundt 1 prosent av dem gjenvunnet fra sluttproduktet, og resten omdannes til avfall.
Det har vært nye utfordringer med å utvikle effektive gjenvinningsprosesser for sjeldne jordarter. Denne artikkelen vil diskutere ulike metoder for å gjenvinne sjeldne jordartselementer og vise at det er mulig å gjenvinne sjeldne jordartselementer fra avfall for å lage permanente magneter.
Anvendelse av sjeldne jordartselementer:
Sjeldne jordartsmetaller, også kjent som sjeldne jordmetaller, er en gruppe på 17 forskjellige grunnstoffer, hver med en karakteristisk lignende fysisk karakteristikk: sølvhvite myke tungmetaller. Skandium og yttrium er også sjeldne jordartsmetaller fordi de finnes i de samme forekomstene som de fleste lantanider og har lignende kjemiske egenskaper, men er forskjellige elektronisk og magnetisk. Hvert sjeldne jordartselement har forskjellige anvendelser og bruksområder.
Her er noen av applikasjonene deres:
1. Scandium-legeringer brukes til produksjon av luftfartskomponenter og radioaktive varmesporere i oljeraffinerier.
2. Yttrium brukes til fremstilling av kameralinser og refrakterende teleskoplinser.
3. Promethium brukes til å lage bilbatterier.
4. Samarium brukes til fremstilling av lasere, nøytronfangst og kontrollstaver i atomreaktorer.
5. Andre bruksområder for sjeldne jordelementer inkluderer produksjon av harddisker, magneter, røntgenmaskiner, metallhalogenlamper, fiberoptisk teknologi, LED-lyspærer, etc.
Avfall som kan inneholde sjeldne jordartsmetaller
Sjeldne jordelementer er nye forurensninger som utgjør en risiko for miljøet på grunn av deres økende bruk i forskjellige teknologiske anvendelser. E-avfall er fortsatt en betydelig kilde til forurensning av sjeldne jordarter. Dette er fordi e-avfall inneholder høye konsentrasjoner av sjeldne jordartselementer, som ofte kastes på utrygge måter og er skadelige for miljøet.
Resirkulering av sjeldne jordarter:
Sjeldne jordmetaller er svært kritiske komponenter som finnes i ulike forbrukerprodukter som permanente magneter, elektriske kjøretøy, smarttelefoner osv. Det forekommer naturlig i malmen som en blanding og må renses før bruk. Sjeldne jordelementer er dyre å utvinne, så det er billigere å resirkulere sjeldne jordartselementer som har blitt bearbeidet til materialer. Til tross for deres evne til å gjenbrukes, brukes produkter som inneholder sjeldne jordarter kun én gang og kasseres. Resirkulering av sjeldne jordartsmetaller vil gi produsentene en jevn tilførsel av sjeldne jordmetaller samtidig som det reduserer avfall og den betydelige miljøbelastningen det skaper. E-avfall er en viktig kilde til sjeldne jordarter.
Nylige fremskritt innen resirkuleringsteknologi har gjort det mer mulig å utvinne sjeldne jordartsmetaller fra disse materialene. Japan har for eksempel noen gjenvinningsanlegg i drift, og anslagsvis 300,000 tonn sjeldne jordmetaller er lagret i ubrukt elektronikk. I Frankrike arbeides det også med å bygge to fabrikker som vil produsere 200 tonn sjeldne jordmetaller i året fra brukte lysrør, batterier og magneter. I tillegg er kull og biprodukter potensielle kilder til nøkkelelementer, inkludert sjeldne jordartselementer anslått å gi rundt 50 millioner tonn sjeldne jordartselementer.
Gjenopprettingsmetode for sjeldne jordarter:
Å utvikle en effektiv og økonomisk strategi for REE-gjenvinning avhenger av ulike faktorer, inkludert råvarepriser, størrelsen på forekomster, deponeringskostnader og potensielle farer.
Metoder for å gjenvinne sjeldne jordartsmetaller fra avfallselektronikk i de fleste utviklede land er:
1. Gadgeten kuttes og males til pulverform, hvorfra de grunnleggende komponentene, de sjeldne jordartselementene, trekkes ut.
2. Pyrometallurgiske metoder separerer elektronisk avfall ved å varmeelementer til svært høye temperaturer. Denne metoden krever mye energi.
3. Væske-væske ekstraksjon er en annen vanlig metode i bruk i dag. I denne metoden løses avfallet i sterk syre og deretter ekstraheres sjeldne jordarter ved hjelp av en rekke løsemidler.
Bruk av resirkulerte sjeldne jordarter:
Bruken av resirkulerte sjeldne jordarter har økt. De fleste sjeldne jordartselementer brukes i produksjonen av katalysatorer og magneter. Sjeldne jordelementer er kritiske i produksjonen av høyytelsesmagneter, legeringer, glass og elektronikk.
Fremstillingsmetoden tilsjeldne jordarters magnet:
Resirkulerte sjeldne jordarters elementer kan brukes til å lage sjeldne jordarters magneter. Sjeldne jordartsmagneter er sterke permanentmagneter laget av legeringer av sjeldne jordarter. De er de sterkeste permanentmagnetene, og produserer sterkere magnetfelt enn andre typer magneter.
Sjeldne jordartsmagneter som neodymmagneter er hovedsakelig produsert ved pulvermetallurgi. I denne metoden blir en passende sammensetning pulverisert til et fint pulver, komprimert og oppvarmet ved "væskefasesintring" for å indusere fortetting. Permanente magneter som ferritt, samariumkobolt (SmCo) og neodymjernbormagneter er laget på denne måten. Avslutningsvis kan sjeldne jordarter gjenvunnet fra avfall brukes til å lage permanente magneter.