A ritkaföldfémek nélkülözhetetlenek a modern technológia használatához, és a legtöbb elektronikai termék kulcsfontosságú alkotóelemei. A ritkaföldfémek fontossága ellenére a végtermékből csak mintegy 1 százalékukat nyerik vissza, a többit hulladékká alakítják.
A közelmúltban kihívások merültek fel a ritkaföldfém-elemek hatékony visszanyerési folyamatainak fejlesztése terén. Ez a cikk a ritkaföldfémek visszanyerésének különböző módszereit tárgyalja, és bemutatja, hogy lehetséges ritkaföldfém elemek hulladékból kinyerni állandó mágnesek előállításához.
Ritkaföldfém elemek alkalmazása:
A ritkaföldfémek, más néven ritkaföldfémek, 17 különböző elemből álló csoport, amelyek mindegyike jellemzően hasonló fizikai tulajdonsággal rendelkezik: ezüstös-fehér lágy nehézfémek. A szkandium és az ittrium szintén ritkaföldfém elemek, mivel ugyanazokban a lerakódásokban találhatók, mint a legtöbb lantanid, és hasonló kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek, de elektronikusan és mágnesesen különböznek egymástól. Minden ritkaföldfém elemnek különféle alkalmazásai és felhasználási területei vannak.
Íme néhány alkalmazásuk:
1. A szkandiumötvözeteket repülőgép-alkatrészek és radioaktív hőnyomjelzők gyártásához használják olajfinomítókban.
2. Az ittriumot fényképezőgép-lencsék és fénytörő távcsőlencsék gyártásához használják.
3. A prometiumot autóakkumulátorok készítésére használják.
4. A szamáriumot lézerek, neutronbefogás és vezérlőrudak gyártásához használják atomreaktorokban.
5. A ritkaföldfém elemek egyéb felhasználási területei a merevlemez meghajtók, mágnesek, röntgengépek, fémhalogén lámpák, száloptikai technológia, LED izzók stb.
Ritkaföldfémeket tartalmazó hulladék
A ritkaföldfém-elemek olyan feltörekvő szennyező anyagok, amelyek kockázatot jelentenek a környezetre a különböző technológiai alkalmazásokban való növekvő felhasználásuk miatt. Az e-hulladék továbbra is jelentős forrása a ritkaföldfém-szennyezésnek. Ennek az az oka, hogy az e-hulladék nagy koncentrációban tartalmaz ritkaföldfém elemeket, amelyeket gyakran nem biztonságos módon ártalmatlanítanak, és károsak a környezetre.
Ritkaföldfém elemek újrahasznosítása:
A ritkaföldfémek nagyon kritikus komponensek a különféle fogyasztói termékekben, például állandó mágnesekben, elektromos járművekben, okostelefonokban stb. Az ércben természetesen keverékként fordulnak elő, és használat előtt meg kell tisztítani. A ritkaföldfémek bányászata drága, így olcsóbb az anyagokká feldolgozott ritkaföldfém elemek újrahasznosítása. Annak ellenére, hogy újrafelhasználhatóak, a ritkaföldfém-tartalmú termékeket csak egyszer használják fel és dobják ki. A ritkaföldfém-elemek újrahasznosítása folyamatos ritkaföldfém-ellátást biztosít a gyártóknak, miközben csökkenti a hulladékot és az ezzel járó jelentős környezetterhelést. Az e-hulladék a ritkaföldfémek fő forrása.
Az újrahasznosítási technológia közelmúltbeli fejlődése lehetővé tette a ritkaföldfémek kinyerését ezekből az anyagokból. Például Japánban működik néhány újrahasznosító üzem, és a becslések szerint 300,{1}} tonna ritkaföldfémet tárolnak a fel nem használt elektronikában. Ezenkívül Franciaországban két olyan gyár felépítésére törekednek, amelyek évente 200 tonna ritkaföldfémet állítanak elő használt fénycsövekből, akkumulátorokból és mágnesekből. Ezenkívül a szén és a melléktermékek kulcsfontosságú elemek potenciális forrásai, beleértve a ritkaföldfémeket, amelyek becslések szerint körülbelül 50 millió tonna ritkaföldfém elemet eredményeznek.
Ritkaföldfém elemek visszanyerési módja:
A REE-hasznosítás hatékony és gazdaságos stratégiájának kidolgozása különböző tényezőktől függ, beleértve a nyersanyagárakat, a betétek nagyságát, az ártalmatlanítási költségeket és a lehetséges veszélyeket.
A legtöbb fejlett országban a ritkaföldfémek kinyerésének módszerei az elektronikai hulladékokból a következők:
1. A szerkentyűt feldarabolják és por alakúra őrlik, amiből kivonják az alapkomponenseket, a ritkaföldfémeket.
2. A pirometallurgiai módszerek az elektronikai hulladékot nagyon magas hőmérsékletű fűtőelemekkel választják le. Ez a módszer sok energiát igényel.
3. A folyadék-folyadék extrakció egy másik elterjedt módszer ma. Ennél a módszernél a hulladékot erős savban oldják, majd a ritkaföldfémeket többféle oldószerrel extrahálják.
Az újrahasznosított ritkaföldfém elemek felhasználása:
Megnövekedett az újrahasznosított ritkaföldfém elemek használata. A legtöbb ritkaföldfém elemet katalizátorok és mágnesek előállításához használják. A ritkaföldfém elemek kritikusak a nagy teljesítményű mágnesek, ötvözetek, üveg és elektronika gyártásában.
A ritkaföldfém mágnes gyártási módja:
Az újrahasznosított ritkaföldfém elemekből ritkaföldfém-mágneseket lehet készíteni.Ritkaföldfém mágnesekritkaföldfém ötvözetekből készült erős állandó mágnesek. Ezek a legerősebb állandó mágnesek, erősebb mágneses mezőket hoznak létre, mint más típusú mágnesek.
A ritkaföldfém mágneseket, például a neodímium mágneseket főként porkohászati eljárással állítják elő. Ennél az eljárásnál a megfelelő készítményt finom porrá porítják, tömörítik, és "folyékony fázisú szintereléssel" hevítik a sűrűsödés előidézésére. Az állandó mágnesek, például a ferrit, a szamárium-kobalt (SmCo) és a neodímium vas-bór mágnesek készülnek így. Összefoglalva, a hulladékból visszanyert ritkaföldfémek felhasználhatók állandó mágnesek készítésére.
