Seltenerdelemente sind für den Einsatz in moderner Technologie unerlässlich und Schlüsselkomponenten in den meisten elektronischen Produkten. Trotz der Bedeutung von Seltenerdelementen werden nur etwa 1 Prozent davon aus dem Endprodukt zurückgewonnen, der Rest wird in Abfall umgewandelt.
In jüngster Zeit gab es Herausforderungen bei der Entwicklung effizienter Verfahren zur Rückgewinnung von Seltenerdelementen. In diesem Artikel werden verschiedene Methoden zur Rückgewinnung von Seltenerdelementen diskutiert und gezeigt, dass es möglich ist, Seltenerdelemente aus Abfall zur Herstellung von Permanentmagneten zurückzugewinnen.
Anwendung von Seltenerdelementen:
Seltenerdelemente, auch bekannt als Seltenerdmetalle, sind eine Gruppe von 17 verschiedenen Elementen, die jeweils eine charakteristisch ähnliche physikalische Eigenschaft aufweisen: silbrig-weiße weiche Schwermetalle. Scandium und Yttrium sind ebenfalls Seltenerdelemente, da sie in denselben Lagerstätten wie die meisten Lanthanoide vorkommen und ähnliche chemische Eigenschaften aufweisen, sich aber elektronisch und magnetisch unterscheiden. Jedes Seltenerdelement hat verschiedene Anwendungen und Verwendungen.
Hier sind einige ihrer Anwendungen:
1. Scandiumlegierungen werden bei der Herstellung von Luft- und Raumfahrtkomponenten und radioaktiven Begleitheizungen in Ölraffinerien verwendet.
2. Yttrium wird bei der Herstellung von Kameraobjektiven und Linsen für Refraktorteleskope verwendet.
3. Promethium wird zur Herstellung von Autobatterien verwendet.
4. Samarium wird bei der Herstellung von Lasern, Neutroneneinfang und Steuerstäben in Kernreaktoren verwendet.
5. Andere Anwendungen von Seltenerdelementen umfassen die Herstellung von Festplattenlaufwerken, Magneten, Röntgengeräten, Metallhalogenidlampen, Glasfasertechnologie, LED-Glühbirnen usw.
Abfälle, die Elemente der Seltenen Erden enthalten können
Seltene Erden sind aufkommende Schadstoffe, die aufgrund ihrer zunehmenden Verwendung in verschiedenen technologischen Anwendungen ein Risiko für die Umwelt darstellen. Elektroschrott bleibt eine bedeutende Quelle der Umweltverschmutzung durch Seltene Erden. Denn Elektroschrott enthält hohe Konzentrationen an Seltenerdelementen, die oft auf unsichere Weise entsorgt werden und umweltschädlich sind.
Recycling von Seltenerdelementen:
Seltenerdmetalle sind sehr kritische Komponenten, die in verschiedenen Konsumgütern wie Permanentmagneten, Elektrofahrzeugen, Smartphones usw. vorhanden sind. Sie kommen natürlich als Mischung im Erz vor und müssen vor der Verwendung gereinigt werden. Der Abbau von Seltenerdelementen ist teuer, daher ist es billiger, zu Materialien verarbeitete Seltenerdelemente zu recyceln. Seltenerdhaltige Produkte werden trotz ihrer Wiederverwendbarkeit nur einmal verwendet und entsorgt. Das Recycling von Seltenerdelementen wird den Herstellern eine stetige Versorgung mit Seltenerdmetallen ermöglichen und gleichzeitig Abfall und die damit verbundene erhebliche Umweltbelastung reduzieren. Elektroschrott ist eine Hauptquelle für Seltenerdelemente.
Jüngste Fortschritte in der Recyclingtechnologie haben es möglich gemacht, Seltenerdelemente aus diesen Materialien zu extrahieren. Beispielsweise sind in Japan einige Recyclinganlagen in Betrieb, und schätzungsweise 300 000 Tonnen Seltenerdmetalle werden in ungenutzter Elektronik gelagert. Auch in Frankreich werden Anstrengungen unternommen, um zwei Fabriken zu bauen, die jährlich 200 Tonnen Seltenerdmetalle aus gebrauchten Leuchtstofflampen, Batterien und Magneten produzieren werden. Darüber hinaus sind Kohle und Nebenprodukte potenzielle Quellen für Schlüsselelemente, darunter Seltenerdelemente, die schätzungsweise etwa 50 Millionen Tonnen Seltenerdelemente liefern.
Methode zur Rückgewinnung von Seltenerdelementen:
Die Entwicklung einer effektiven und wirtschaftlichen Strategie zur REE-Rückgewinnung hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter Rohstoffpreise, Größe der Lagerstätten, Entsorgungskosten und potenzielle Gefahren.
Methoden zur Rückgewinnung von Seltenerdelementen aus Elektronikschrott in den meisten Industrieländern sind:
1. Das Gerät wird zerkleinert und in Pulverform gemahlen, aus dem die Grundbestandteile, die Seltenerdelemente, extrahiert werden.
2. Pyrometallurgische Verfahren trennen Elektroschrott, indem Elemente auf sehr hohe Temperaturen erhitzt werden. Diese Methode erfordert viel Energie.
3. Die Flüssig-Flüssig-Extraktion ist eine weitere heute gebräuchliche Methode. Bei diesem Verfahren wird der Abfall in starker Säure gelöst und dann werden Seltene Erden mit einer Reihe von Lösungsmitteln extrahiert.
Verwendung von recycelten Seltenerdelementen:
Die Verwendung von recycelten Seltenerdelementen hat zugenommen. Die meisten Seltenerdelemente werden bei der Herstellung von Katalysatoren und Magneten verwendet. Seltenerdelemente sind entscheidend für die Herstellung von Hochleistungsmagneten, Legierungen, Glas und Elektronik.
Das Herstellungsverfahren des Seltenerdmagneten:
Recycelte Seltenerdelemente können zur Herstellung von Seltenerdmagneten verwendet werden.Magnete aus seltenen Erdensind starke Dauermagnete aus Seltenerdmetall-Legierungen. Sie sind die stärksten Permanentmagnete und erzeugen stärkere Magnetfelder als andere Magnetarten.
Seltenerd-Magnete wie Neodym-Magnete werden hauptsächlich durch pulvermetallurgische Verfahren hergestellt. Bei diesem Verfahren wird eine geeignete Zusammensetzung zu einem feinen Pulver pulverisiert, kompaktiert und durch "Flüssigphasensintern" erhitzt, um eine Verdichtung herbeizuführen. Permanentmagnete wie Ferrit, Samarium-Kobalt (SmCo) und Neodym-Eisen-Bor-Magnete werden auf diese Weise hergestellt. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass aus Abfällen gewonnene Seltenerdelemente zur Herstellung von Permanentmagneten verwendet werden können.
