پایگاه
خبری فولاد ایران - فلزات کمیاب برای جامعه با فناوری
پیشرفته کنونی به عنوان یکی از اجزای اساسی تلفن های همراه ، کامپیوتر ها و وسایل
بسیار دیگر ، حیاتی هستند. اما افزایش تقاضا و عرضه محدود جهانی بدان معنی است که ما
باید راهی برای بازیابی کارآمد این فلزات از محصولات دور ریخته شده پیدا کنیم. فلزات
کمیاب در حال حاضر از طریق بازیافت سنتی زباله های الکترونیکی استخراج یا بازیابی می
شوند. اما اشکالاتی از جمله هزینه زیاد ، آسیب به محیط زیست ، آلودگی و خطرات برای
ایمنی انسان وجود دارد. این همان بخشی است که نیاز به تحقیقات مداوم دارد. محققین
اسپانیایی اخیرا با استفاده از مواد شیمیایی دوستدار طبیعت به بازیافت فلزات کمیاب
پرداخته اند که شامل فرایندی به نام "جابجایی الکتریکی" است که در آن یک
جریان کم الکتریکی باعث رسوب فلزات کمیاب بر روی سطح مورد نظر می شود. این امر
مهمی است چرا که بر عرضه جهانی آن اثر مثبت داشته و در کنار آن استخراج این فلزات
را کاهش می دهد.
فلزات کمیاب متشکل از گروهی از 17 عنصر است. این عناصر دارای
خصوصیات منحصر به فرد کاتالیزوری ، متالورژی، هسته ای ، الکتریکی ، مغناطیسی و
تابناکی هستند. اصطلاح
"کمیاب" به توزیع یکنواخت اما کمیاب آنها در سراسر جهان اشاره دارد که پس
از اولین کشف آنها در اواخر قرن هجدهم اینطور نامگذاری شد.
این مواد معدنی اجزای حیاتی دستگاه های الکترونیکی هستند و برای
بسیاری از فناوری های سبز حیاتی می باشند. آنها در آهن ربا برای توربین های بادی و
در باتری برای وسایل نقلیه الکتریکی هیبریدی قرار دارند. در حقیقت، 600 کیلوگرم فلزات
کمیاب برای کار کردن فقط یک توربین بادی مورد نیاز است.
تقاضای سالانه برای فلزات کمیاب طی 15 سال دو برابر شده و به
125000 تن رسید و پیش بینی می شود این تقاضا در سال 2030 به 315000 تن برسد ، که ناشی
از توجه بیشتر به فن آوری های سبز و پیشرفت الکترونیک است. این امر فشار شدیدی بر تولید
جهانی وارد نموده است.
به گزارش فولاد ایران،
در حال حاضر فلزات کمیاب از
طریق استخراج تامین می شوند که با یک سری فاکتورهای منفی همراه است. اول اینکه ، این کار
پرهزینه و ناکارآمد است زیرا استخراج حتی مقدار بسیار کمی از فلزات کمیاب نیاز به استخراج
مناطق وسیع دارد. دوم
، این روند می تواند تأثیرات زیادی بر محیط زیست داشته باشد. استخراج مواد معدنی خاکی
کمیاب، به دلیل استخراج همزمان توریم و اورانیوم ، فلزات رادیواکتیوی که می تواند برای
محیط زیست و سلامت انسان ایجاد مشکل کند ، حجم زیادی مواد سمی و رادیواکتیو تولید می
کند.
سوم ، بیشترین استخراج فلزات کمیاب در چین اتفاق می افتد که
بیش از 70 درصد از عرضه جهانی را در دست دارد. این امر نگرانی در مورد دسترسی طولانی
مدت به این فلزات را ایجاد می کند ، به ویژه پس از آنکه چین سال 2019 در جریان جنگ
تجاری خود با امریکا تهدید کرد که تولید خود را محدود خواهد کرد.
با بازیافت زباله های الکترونیکی، فلزات کمیاب را می توان پس
از پایان عمر محصولات الکترونیکی مانند تلفن های همراه ، لپ تاپ ها و باتری های وسایل
نقلیه الکتریکی، بازیابی کرد.
به عنوان مثال ، بازیابی آنها از باتری های وسایل نقلیه الکتریکی
شامل فرآیندهای سنتی هیدرومتالورژی (بازیافت با مواد خورنده) و پیرومتالورژی (عملیات
حرارتی) است. اما اینها چندین اشکال دارند.
پیرومتالورژی انرژی بر است ، شامل چندین مرحله است که نیاز به درجه حرارت
بالا دارد. همچنین آلاینده هایی مانند دی اکسید کربن ، دیوکسین ها و فوران ها را در
جو منتشر می کند. هیدرومتالورژی
هم حجم زیادی زباله خورنده تولید می کند ، مانند مواد بسیار قلیایی یا اسیدی مانند
هیدروکسید سدیم یا اسید سولفوریک.
با توجه به این چالش ها محققان به فکر استفاده از فرایند جابجایی
الکتریکی برای بازیافت فلزات کمیاب افتاده اند که البته برای بازیافت سایر فلزات
هم پیش از این به کار رفته است.
با گذشت زمان ، این روش می تواند از نیاز به استخراج فلزات کمیاب
جلوگیری کرده و تولید زباله های سمی و مضر را به حداقل برساند. همچنین به افزایش بازده
اقتصادی ناشی از بازیافت زباله های الکترونیکی کمک کند.
این تحقیقات یک گام اولیه مهم در جهت ایجاد یک مسیر فرآوری پاک
و پایدار برای فلزات کمیاب و کاهش فشار بر منابع این عناصر حیاتی است.
منبع: theconversation.com
ترجمه: م. تابان شمال