فهرست مطالب
پژوهشگران دانشگاه کیوتو در ژاپن موفق به توسعه روشی نوین برای بازیافت ۹۰ درصد عناصر کمیاب خاکی در آهنرباهای به‌کاررفته در تجهیزات صنعتی و الکترونیکی شدند.
به گزارش تکناک، این روش که با نام «استخراج–تبخیر–الکترولیز انتخابی» یا فرایند SEEE شناخته می‌شود، توانسته است نئودیمیوم (Nd) و دیسپروزیم (Dy) را با خلوص بالا بازیابی کند. نئودیمیوم و دیسپروزیم دو ماده کلیدی آهنرباهای قدرتمند در ساخت خودروهای برقی، توربین‌های بادی و سایر فناوری‌های سبز هستند.
در همین راستا با رشد تقاضا برای این فناوری‌ها، بازیافت کارآمد و پایدار این مواد حیاتی، بیش از هر زمان دیگری اهمیت پیدا کرده است.
فناوری جدید دانشگاه کیوتو با نام SEEE طراحی شده است تا پاسخگوی نیاز برای تأمین پایدار این عناصر باشد. آزمایش‌ها نشان دادند که این فرایند قادر است ۹۶ درصد نئودیمیوم و ۹۱ درصد دیسپروزیم را با خلوص بیش از ۹۰ درصد بازیابی کند.
چالش‌های روش‌های پیشین
عناصر کمیاب خاکی عمدتاً از طریق استخراج معدن به دست می‌آیند؛ فرایندی که به محیط زیست آسیب می‌رساند و باعث تخریب زمین و تولید زباله‌های شیمیایی می‌شود. روش‌های بازیافت کنونی پیچیده، پرهزینه و انرژی‌بر هستند و گسترش آنها دشوار است. پژوهشگران دانشگاه کیوتو روشی ساده‌تر، ارزان‌تر و سازگار با محیط زیست برای جایگزینی بازیافت عناصر کمیاب آهنرباهای صنعتی ارائه کرده‌اند.
سه مرحله کلیدی در فرایند SEEE
- استخراج انتخابی: آهنرباهای ضایعاتی در ترکیب نمک مذاب شامل کلرید کلسیم (CaCl2) و کلرید منیزیم (MgCl2) غوطه‌ور می‌شوند. افزودن فلورید کلسیم (CaF2) به کنترل تبخیر و افزایش راندمان استخراج کمک می‌کند.
- تبخیر انتخابی: در این مرحله، عوامل استخراج و محصولات جانبی جدا می‌شوند و ترکیب غلیظی از عناصر نادر خاکی باقی می‌ماند.
- الکترولیز انتخابی: در نهایت عناصر استخراج‌شده بر اساس پتانسیل‌های تشکیل متفاوت خود به‌طور الکتروشیمیایی جدا و به فلزاتی با خلوص بالا تبدیل می‌شوند.
کاربردهای گسترده بازیافت عناصر کمیاب آهنرباهای صنعتی
پژوهشگران می‌گویند که این فناوری، علاوه بر بازیافت آهنرباها، قابلیت استفاده در جداسازی‌های پیچیده‌تری مانند بازفرآوری سوخت‌های هسته‌ای مصرف‌شده را نیز دارد. هرچند، آنها تأکید می‌کنند که برای تبدیل این روش به یک فناوری صنعتی و قابل استفاده در مقیاس تجاری، به تحقیقات بیشتری نیاز است.
در همین راستا، گروهی از پژوهشگران آمریکایی با همکاری شرکت‌هایی مانند Western Digital، Microsoft و CMR توانستند در یک پروژه آزمایشی، حدود ۲۲,۷۰۰ کیلوگرم سخت‌افزار مراکز داده، از جمله هارددیسک‌ها و سرورهای قدیمی را بازیافت کنند. این روش نوآورانه بدون استفاده از مواد اسیدی، موفق شد عناصر کمیاب مانند نئودیمیوم، پراسیودیمیوم و دیسپروزیم را همراه با فلزات ارزشمندی مثل طلا، مس، آلومینیوم و فولاد، از این تجهیزات استخراج کند.
