Elementele pământurilor rare sunt esențiale pentru utilizarea în tehnologia modernă și sunt componente cheie în majoritatea produselor electronice. În ciuda importanței elementelor pământurilor rare, doar aproximativ 1% dintre acestea sunt recuperate din produsul final, iar restul este transformat în deșeuri.
Au existat provocări recente în dezvoltarea proceselor eficiente de recuperare a elementelor de pământ rare. Acest articol va discuta despre diferite metode de recuperare a elementelor din pământuri rare și va arăta că este posibil să se recupereze elementele din pământuri rare din deșeuri pentru a face magneți permanenți.
Aplicarea elementelor pământurilor rare:
Elementele pământurilor rare, cunoscute și sub numele de metale pământuri rare, sunt un grup de 17 elemente diferite, fiecare având o caracteristică fizică similară caracteristică: metale grele moi, alb-argintiu. Scandiul și ytriul sunt, de asemenea, elemente de pământuri rare, deoarece se găsesc în aceleași depozite ca majoritatea lantanidelor și prezintă proprietăți chimice similare, dar diferă electronic și magnetic. Fiecare element de pământ rar are diverse aplicații și utilizări.
Iată câteva dintre aplicațiile lor:
1. Aliajele de scandiu sunt folosite la fabricarea componentelor aerospațiale și a trasoarelor radioactive de căldură în rafinăriile de petrol.
2. Ytriul este folosit la fabricarea lentilelor pentru camere și lentilele telescopului refractor.
3. Prometiul este folosit la fabricarea bateriilor auto.
4. Samariul este folosit la fabricarea laserelor, a captării neutronilor și a tijelor de control în reactoarele nucleare.
5. Alte aplicații ale elementelor pământurilor rare includ fabricarea de hard disk, magneți, aparate cu raze X, lămpi cu halogenuri metalice, tehnologie cu fibră optică, becuri LED etc.
Deșeuri care pot conține elemente de pământuri rare
Elementele pământurilor rare sunt poluanți în curs de dezvoltare care prezintă un risc pentru mediu datorită utilizării lor în creștere în diferite aplicații tehnologice. Deșeurile electronice rămân o sursă semnificativă de poluare cu elemente de pământuri rare. Acest lucru se datorează faptului că deșeurile electronice conțin concentrații mari de elemente de pământuri rare, care sunt adesea eliminate în moduri nesigure și sunt dăunătoare pentru mediu.
Reciclarea elementelor din pământuri rare:
Metalele pământurilor rare sunt componente foarte critice prezente în diferite produse de larg consum, cum ar fi magneți permanenți, vehicule electrice, smartphone-uri etc. Se găsește în mod natural în minereu sub formă de amestec și trebuie purificat înainte de utilizare. Elementele din pământuri rare sunt scumpe pentru mine, așa că este mai ieftin să reciclați elementele pământurilor rare care au fost procesate în materiale. În ciuda capacității lor de a fi reutilizate, produsele care conțin pământuri rare sunt folosite o singură dată și aruncate. Reciclarea elementelor din pământuri rare va oferi producătorilor o aprovizionare constantă cu metale din pământuri rare, reducând în același timp deșeurile și povara semnificativă pentru mediu pe care o creează. Deșeurile electronice sunt o sursă majoră de elemente din pământuri rare.
Progresele recente în tehnologia de reciclare au făcut ca extragerea elementelor pământurilor rare din aceste materiale să fie mai fezabilă. De exemplu, Japonia are câteva fabrici de reciclare în funcțiune și se estimează că aproximativ 300 de 000 tone de metale din pământuri rare sunt stocate în electronice nefolosite. De asemenea, în Franța, se depun eforturi pentru a construi două fabrici care vor produce 200 de tone de metale pământuri rare pe an din lămpi fluorescente, baterii și magneți second-hand. În plus, cărbunele și produsele secundare sunt surse potențiale de elemente cheie, inclusiv elemente de pământuri rare, estimate a produce aproximativ 50 de milioane de tone de elemente de pământuri rare.
Metoda de recuperare a elementelor de pământ rare:
Dezvoltarea unei strategii eficiente și economice pentru recuperarea REE depinde de diferiți factori, inclusiv prețurile mărfurilor, dimensiunea depozitelor, costurile de eliminare și pericolele potențiale.
Metodele de recuperare a elementelor pământurilor rare din deșeurile electronice în majoritatea țărilor dezvoltate sunt:
1. Gadgetul este tocat și măcinat sub formă de pulbere, din care sunt extrase componentele de bază, elementele pământurilor rare.
2. Metodele pirometalurgice separă deșeurile electronice prin elemente de încălzire la temperaturi foarte ridicate. Această metodă necesită multă energie.
3. Extracția lichid-lichid este o altă metodă comună utilizată astăzi. În această metodă, deșeurile sunt dizolvate în acid puternic și apoi pământul rar este extras folosind o gamă de solvenți.
Utilizări ale elementelor din pământuri rare reciclate:
Utilizarea elementelor de pământuri rare reciclate a crescut. Cele mai multe elemente din pământuri rare sunt utilizate în producția de catalizatori și magneți. Elementele pământurilor rare sunt critice în producția de magneți, aliaje, sticlă și electronice de înaltă performanță.
Metoda de fabricație amagnet de pământuri rare:
Elementele de pământuri rare reciclate pot fi folosite pentru a face magneți de pământuri rare. Magneții de pământuri rare sunt magneți permanenți puternici, fabricați din aliaje de elemente de pământuri rare. Sunt cei mai puternici magneți permanenți, producând câmpuri magnetice mai puternice decât alte tipuri de magneți.
Magneții din pământuri rare, cum ar fi magneții de neodim, sunt fabricați în principal prin procesul de metalurgie a pulberilor. în această metodă, o compoziţie adecvată este pulverizată într-o pulbere fină, compactată şi încălzită prin "sinterizare în fază lichidă" pentru a induce densificarea. Magneții permanenți, cum ar fi ferită, samariu cobalt (SmCo) și magneți neodim, fier, bor, sunt fabricați în acest fel. În concluzie, elementele pământurilor rare recuperate din deșeuri pot fi folosite pentru a face magneți permanenți.