Prvky vzácnych zemín sú nevyhnutné pre použitie v moderných technológiách a sú kľúčovými komponentmi väčšiny elektronických produktov. Napriek dôležitosti prvkov vzácnych zemín, len asi 1 percento z nich sa získa z konečného produktu a zvyšok sa premení na odpad.
Nedávne problémy pri vývoji účinných procesov obnovy prvkov vzácnych zemín. Tento článok bude diskutovať o rôznych metódach obnovy prvkov vzácnych zemín a ukáže, že je možné získať prvky vzácnych zemín z odpadu na výrobu permanentných magnetov.
Aplikácia prvkov vzácnych zemín:
Prvky vzácnych zemín, tiež známe ako kovy vzácnych zemín, sú skupinou 17 rôznych prvkov, z ktorých každý má charakteristickú podobnú fyzickú charakteristiku: strieborno-biele mäkké ťažké kovy. Skandium a ytrium sú tiež prvky vzácnych zemín, pretože sa nachádzajú v rovnakých ložiskách ako väčšina lantanoidov a vykazujú podobné chemické vlastnosti, líšia sa však elektronicky a magneticky. Každý prvok vzácnych zemín má rôzne aplikácie a použitia.
Tu sú niektoré z ich aplikácií:
1. Skandiové zliatiny sa používajú pri výrobe leteckých komponentov a rádioaktívnych indikátorov tepla v ropných rafinériách.
2. Ytrium sa používa pri výrobe šošoviek fotoaparátov a refrakčných šošoviek ďalekohľadov.
3. Promethium sa používa na výrobu autobatérií.
4. Samárium sa používa na výrobu laserov, zachytávanie neutrónov a riadiacich tyčí v jadrových reaktoroch.
5. Medzi ďalšie aplikácie prvkov vzácnych zemín patrí výroba pevných diskov, magnetov, röntgenových prístrojov, metalhalogenidových lámp, technológie optických vlákien, LED žiaroviek atď.
Odpad, ktorý môže obsahovať prvky vzácnych zemín
Prvky vzácnych zemín sú vznikajúce znečisťujúce látky, ktoré predstavujú riziko pre životné prostredie v dôsledku ich čoraz väčšieho využívania v rôznych technologických aplikáciách. Elektronický odpad zostáva významným zdrojom znečistenia prvkami vzácnych zemín. Je to preto, že elektronický odpad obsahuje vysoké koncentrácie prvkov vzácnych zemín, ktoré sa často likvidujú nebezpečným spôsobom a sú škodlivé pre životné prostredie.
Recyklácia prvkov vzácnych zemín:
Kovy vzácnych zemín sú veľmi kritickými zložkami prítomnými v rôznych spotrebiteľských produktoch, ako sú permanentné magnety, elektrické vozidlá, smartfóny atď. Prirodzene sa vyskytujú v rude ako zmes a musia sa pred použitím vyčistiť. Ťažba prvkov vzácnych zemín je drahá, preto je lacnejšie recyklovať prvky vzácnych zemín, ktoré boli spracované na materiály. Napriek možnosti opätovného použitia sa výrobky obsahujúce vzácne zeminy použijú iba raz a zlikvidujú sa. Recyklácia prvkov vzácnych zemín poskytne výrobcom stabilný prísun kovov vzácnych zemín a zároveň zníži odpad a značnú environmentálnu záťaž, ktorú vytvára. Elektronický odpad je hlavným zdrojom prvkov vzácnych zemín.
Nedávne pokroky v technológii recyklácie umožnili získať z týchto materiálov prvky vzácnych zemín. Napríklad Japonsko má v prevádzke niekoľko recyklačných závodov a odhadom 300,{1}} ton kovov vzácnych zemín je uložených v nepoužitej elektronike. Aj vo Francúzsku prebiehajú snahy postaviť dve továrne, ktoré budú vyrábať 200 ton kovov vzácnych zemín ročne z použitých žiariviek, batérií a magnetov. Okrem toho uhlie a vedľajšie produkty sú potenciálnymi zdrojmi kľúčových prvkov vrátane prvkov vzácnych zemín, ktorých výnos sa odhaduje na približne 50 miliónov ton prvkov vzácnych zemín.
Metóda obnovy prvkov vzácnych zemín:
Vypracovanie efektívnej a ekonomickej stratégie na zhodnocovanie vzácnych kovov závisí od rôznych faktorov, vrátane cien komodít, veľkosti ložísk, nákladov na likvidáciu a potenciálnych rizík.
Metódy získavania prvkov vzácnych zemín z odpadovej elektroniky vo väčšine rozvinutých krajín sú:
1. Gadget sa naseká a rozomelie na prášok, z ktorého sa extrahujú základné zložky, prvky vzácnych zemín.
2. Pyrometalurgické metódy separujú elektronický odpad zahrievaním prvkov na veľmi vysoké teploty. Táto metóda vyžaduje veľa energie.
3. Extrakcia kvapalina-kvapalina je ďalšou bežnou metódou, ktorá sa dnes používa. Pri tejto metóde sa odpad rozpustí v silnej kyseline a potom sa vzácne zeminy extrahujú pomocou rôznych rozpúšťadiel.
Použitie recyklovaných prvkov vzácnych zemín:
Zvýšilo sa používanie recyklovaných prvkov vzácnych zemín. Väčšina prvkov vzácnych zemín sa používa pri výrobe katalyzátorov a magnetov. Prvky vzácnych zemín sú rozhodujúce pri výrobe vysokovýkonných magnetov, zliatin, skla a elektroniky.
Spôsob výrobymagnet vzácnych zemín:
Recyklované prvky vzácnych zemín možno použiť na výrobu magnetov vzácnych zemín. Magnety vzácnych zemín sú silné permanentné magnety vyrobené zo zliatin prvkov vzácnych zemín. Sú to najsilnejšie permanentné magnety, ktoré vytvárajú silnejšie magnetické polia ako iné typy magnetov.
Magnety vzácnych zemín, ako sú neodýmové magnety, sa vyrábajú hlavne procesom práškovej metalurgie. Pri tomto spôsobe je vhodná kompozícia rozomletá na jemný prášok, zhutnená a zahrievaná "spekaním v kvapalnej fáze", aby sa vyvolalo zahustenie. Týmto spôsobom sa vyrábajú permanentné magnety, ako je ferit, samárium kobalt (SmCo) a neodýmové železo-bórové magnety. Na záver, prvky vzácnych zemín získané z odpadu možno použiť na výrobu permanentných magnetov.