Инновационный метод переработки редкоземельных элементов из электронных отходов стал коммерческим. Группа исследователей из Института критических материалов (CMI), инновационного центра Министерства энергетики США, возглавляемая лабораторией Эймса, разработала новый способ извлечения редкоземельных элементов (редкоземельных элементов) из мощных магнитов в электронных отходах (e -напрасно тратить). Недавно компания TdVib LLC, базирующаяся в Буне, штат Айова, подписала лицензионное соглашение на технологию с Исследовательским фондом Университета штата Айова, который занимается патентованием и передачей технологий для лаборатории Эймса.
Редкоземельные элементы являются важными компонентами магнитов, питающих многие технологии, на которые сегодня полагаются люди, такие как сотовые телефоны, компьютеры, электромобили и ветряные турбины. С 1990 года поставки этих элементов стали ограниченными, и их переработка является одним из способов решения проблемы их ограниченной доступности.
Икенна Нлебедим, ведущий исследователь проекта по переработке, объяснила, что крупные компании уничтожают такие предметы, как жесткие диски компьютеров, чтобы защитить информацию на них. После измельчения дисков переработка становится более сложной, поскольку другие методы переработки зависят от отделения магнитов от других материалов. Процесс переработки CMI предназначен для извлечения редкоземельных элементов непосредственно из измельченных электронных отходов.
«Мы берем эту измельченную смесь и помещаем ее в раствор, но наш раствор нацелен на магнит — и оставляет остальные компоненты смеси нерастворенными — и растворяет магнит, содержащий редкоземельные элементы», — сказал Нлебедим. «Итак, с редкоземельными элементами в растворе мы отфильтровываем остальную часть электронных отходов, а затем извлекаем редкоземельные элементы из раствора. Именно так мы осуществляем нашу переработку. Это очень эффективный и надежный процесс».
Эта технология переработки имеет преимущество перед другими процессами, поскольку раствор, используемый для растворения магнитов, основан на воде, а не на кислоте. Нлебедим объяснил, что их процесс начинается без использования кислот, а побочные продукты обрабатываются для удаления отходов, загрязненных кислотой, что делает его более безопасным для окружающей среды.
Другие процессы переработки включают нагревание электронных отходов до температуры выше 600 градусов по Фаренгейту для размагничивания магнитов. Процесс CMI не требует предварительного нагрева, что приводит к снижению загрязнения и энергопотребления.
Денис Продиус, соавтор технологии, сказал: «Бескислотное растворение обладает всеми критическими характеристиками для устойчивой переработки. Оно безвредно для окружающей среды, продемонстрировало свой экономический потенциал и эффективно извлекает продукты высокой чистоты, подходящие для коммерческого применения».
Поскольку раствор, используемый в этом процессе, основан на меди, переработанные электронные отходы в конечном итоге наполняются медью. Эту медь можно восстановить или повторно использовать в других операциях. Медь является ключом к тому, чтобы сделать процесс экономически выгодным и экологически безопасным.
«Процесс растворения оставляет другие материалы в электронных отходах нетронутыми, что позволяет другим извлекать материалы, такие как золото и платина, из оставшихся материалов», — сказал Кевин Столл, руководитель инженерного проекта TdVib.
Еще одним важным аспектом технологии является ее масштабируемость. Масштабирование лабораторных процессов до более крупных операций часто приводит к неожиданным проблемам. Однако, по словам Дэна Бина, президента и главного исполнительного директора TdVib, масштабирование улучшило этот процесс.
«Обычно эффективность снижается при масштабировании новых процессов, но мы наблюдали обратное в процессе бескислотного растворения без ущерба для чистоты», — сказал Бина. «Мы увеличили эффективность выщелачивания редкоземельных элементов из магнитов, содержащихся в измельченных жестких дисках, примерно с 70%, полученных в ходе лабораторных исследований, до 90% на нашем предприятии. Для предварительно концентрированных магнитов эффективность растворения может превышать 98%».
Nlebedim и Prodius работают над этой технологией уже несколько лет. Получение лицензии TdVib LLC — новейший шаг на пути от лаборатории к коммерциализации. Первоначально компания получила финансирование на этапе I, а затем на этапе II по передаче технологий малого бизнеса (STTR). STTR — это программа, которая поощряет малые предприятия проводить федеральные исследования и разработки с потенциалом коммерциализации.
Цель фазы II, которая находится в процессе, состоит в том, чтобы произвести от трех до пяти тонн оксида редкоземельного элемента в течение следующих одного-двух лет.
«Эта технология имеет большие перспективы в решении ограниченной доступности редкоземельных элементов для технологических применений в Соединенных Штатах», — сказал директор CMI Томас Лограссо. «Это обещание принесло компании награду R&D 100, награду Федерального лабораторного консорциума и награду TechConnect Innovation».
