Seltenerd Recycling aus Magneten und anderen Materialien

Jedes Jahr veröffentlichen große Marken neue Modelle elektronischer Produkte für die Welt, begleitet von großer Fanfare, schlanker Werbespots und einer kuratierten Liste der ausgefallenen Funktionen. Dies schien, dass alle früheren Mobiltelefone plötzlich unbrauchbar oder zumindest veraltet waren. Die Verschärfung dieses Phänomens ist eine Praxis namens [geplante Veralterung ", eine Strategie, die von Technologieunternehmen verwendet wird, um die Lebensdauer ihrer Produkte künstlich zu verkürzen, damit neue Produkte mehr Verkäufe erzielen können.

Die geplante Veralterung kann viele Techniken beinhalten: Produkte erschweren, leicht beschädigt oder einfach durch neue Versionen ersetzen, selbst wenn die alten noch funktional waren [1] . Dieser Prozess ist nicht nur ein schlechter Dienst für die Verbraucher, sondern schadet auch Menschen und die Umwelt. Neue Recycling -Techniken können jedoch eine Lösung liefern, und diese Techniken verdienen Forschung.

Der Einzelhandelsumsatz aus der Unterhaltungselektronik betrug 2012 264 Milliarden Dollar, wird jedoch voraussichtlich im Jahr 2021 461 Milliarden Dollar erreichen, was einer Steigerung von etwa 75%entspricht. Und die Nachfrage zeigt keine Anzeichen einer Verlangsamung in den kommenden Jahrzehnten [2]. Die Nachfrage nach persönlicher Elektronik hat in den letzten zehn Jahren erst zugenommen. Und die Nachfrage zeigt keine Anzeichen einer Verlangsamung in den kommenden Jahrzehnten [2].

Diese steigende Nachfrage erhöht wiederum die Nachfrage nach den Seltenerdelementen , die wichtige Komponenten dieser Geräte bilden. Elemente wie Yttrium, Europium und Terbium werden beispielsweise in Smartphone -Bildschirmen verwendet, da es sich um Phosphoren handelt. Das heißt, sie emittieren Licht.

Obwohl diese und andere Seltenerdelemente für die Smartphone -Funktion von wesentlicher Bedeutung sind, wirkt sich das Abbau ihrer Erze negativ auf die menschliche Gesundheit aus, da diese Elemente häufig in engem Kontakt mit Thorium gefunden werden, das radioaktiv und karzinogen ist. Darüber hinaus kann an Orten, an denen der Bergbau schlecht reguliert ist, das Grundwasser kontaminiert werden, wenn große Mengen an Abfällen Abwasserteiche erzeugen, die gefährliche Chemikalien wie Schwermetalle und Säuren austreten. Die durch den Bergbau verursachten Abfall- und Umweltstörungen können zu Verschmutzung, Erosion und Versauerung führen, und viele der Abfallprodukte sind radioaktiv und tragen weiter zum Schaden bei [3].

Eine Lösung für dieses Problem ist das Recycling von Seltenen Erden, und in diesem Bereich wurden erhebliche Fortschritte erzielt. Beispielsweise haben Forscher des Oak Ridge National Laboratory eine Methode entwickelt, um Seltenerdmetalle in einem Schritt von Batterien wiederherzustellen. Dieses Verfahren verwendet membranunterstützte Lösungsmittelextraktion, bei der poröse Trägerschichten mit flüssigen Membranschichten abwechseln. Dann drückt eine Antriebskraft wie ein Konzentrationsgradient bestimmte Partikel durch den Flüssigkeitsfilm und schließt andere Partikel aus, wodurch die Komponenten der anfänglichen Substanz getrennt werden. Die Anwendung dieser Technik auf die Trennung von Seltenerdelementen von Magneten ist besonders effektiv, da sie einen bisher zeitaufwändigen und kostspieligen Prozess in eine relativ einfache Technik verwandelt und möglicherweise günstiger ist als das neue Erz des Bergbaus [4].

Magnete enthalten etwa 33% der Seltenerdelemente, was eine enorme Kapitalrendite für die Recycling -Technologie bringt. Daher konzentriert sich die Wiederherstellungstechnologie von Seltenen erdelementen hauptsächlich auf Magnete. Es gibt jedoch mehr Arbeit zum Recycling. Abgesehen von Magneten treten in anderen Teilen der Elektronik unterschiedliche Seltenerdelemente auf, beispielsweise in Handy-Bildschirmen. Es muss an Techniken untersucht werden, um Seltenerdelemente aus diesen anderen Komponenten zu extrahieren. Dieser Forschungsbereich ist ein wesentliches Gebiet, das mehr Ressourcen benötigt, die sich dieser ergeben. Je mehr Elemente aus einem alten Mobiltelefon geborgen werden können, desto geringer sind die Umgebungskosten für die Herstellung eines neuen.

Durch kontinuierliche Forschung können immer mehr Recyclingstrategien für alte Geräte und Materialien entwickelt werden. Mit dem Fortschritt dieses Feldes und der zukünftigen Forschung wird das nächste auf der technische Konferenz veröffentlichte Smartphone möglicherweise doch nicht so neu sein. Seine grundlegenden Komponenten können aus jenen vergangenen [veralteten "Geräten wiederhergestellt werden.

Bezug:

[1] Hadhazy, Adam. [Hier ist die Wahrheit über die "geplante Veralterung" von Tech. "BBC Future, BBC, 12

Juni 2016, www.bbc.com/future/article/20160612-heres-th-about-the-planned-obelsolescence-of-tech.

[2] Vailshery, Lionel. [US Consumer Electronics Industry Einzelhandel 2012-2021. "22. Januar 2021,

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

[3] Ives, Mike. [Boom im Bergbau Seltener Erden stellt die steigenden giftigen Risiken dar. "Yale Environment 360, 28

Januar 2013, e360.yale.edu/features/boom_in_mining_rare_earths_poses_mounting_toxic_riss.

[4] Deshmane, Vishwanath G et al. [Selektive Wiederherstellung von Seltenerdelementen aus einer Vielzahl von Auswahl an

E-Abfall- und Prozessskalierbarkeit der Membranlösungsmittelextraktion. " Environmental Science & Technology, Band 54, 17. Dezember 2019, DOI: 10.1021/ACS.EST.9B05695.