자석 및 기타 재료로 인한 희토류 재활용

매년 주요 브랜드는 전 세계에 새로운 전자 제품 모델을 출시하며, 팬 페어, 매끄럽게 설계된 광고 및 선별 된 멋진 기능 목록과 함께 전 세계에 새로운 모델을 출시합니다. 이로 인해 모든 이전 휴대 전화가 갑자기 사용할 수 없거나 적어도 구식이었던 것처럼 보였습니다. 이 현상을 악화시키는 것은 기술 회사가 제품의 수명을 인위적으로 단축하기 위해 사용하는 전략 인 [Planned Orbolosescence "라는 관행입니다.

계획된 노후화에는 많은 기술이 포함될 수 있습니다. 기존 버전이 여전히 기능적 일 때에도 제품을 수리하기 어렵거나 쉽게 손상 시키거나 단순히 새로운 버전으로 대체하는 제품을 포함시킬 수 있습니다 [1] . 이 과정은 소비자에게 장애 일뿐 만 아니라 사람들과 환경에 해를 끼칩니다. 그러나 새로운 재활용 기술은 솔루션을 제공 할 수 있으며 이러한 기술은 연구가 필요합니다.

소비자 전자 제품의 소매 수입은 2012 년에 2,640 억 달러 였지만 2021 년에는 약 75%증가한 4,610 억 달러에이를 것으로 예상됩니다. 그리고 수요는 다가올 10 년 동안 속도를 늦추는 징후가 없다 [2]. 개인 전자 제품에 대한 수요는 지난 10 년 동안 만 증가했습니다. 그리고 수요는 다가올 10 년 동안 속도를 늦추는 징후가 없다 [2].

이러한 증가하는 수요는 차례로 이러한 장치의 중요한 구성 요소를 형성하는 희토류 요소 에 대한 수요를 증가시킵니다. 예를 들어 Yttrium, Europium 및 Terbium과 같은 요소는 인형이기 때문에 스마트 폰 화면에 사용됩니다. 즉, 그들은 빛을 방출합니다.

이들 및 다른 희토류 요소는 스마트 폰 기능에 필수적이지만 광석을 채굴하는 것은 종종 방사성 및 발암 물질 인 Thorium과 밀접하게 접촉하는 경우 종종 발견되기 때문에 광석은 인간 건강에 부정적인 영향을 미칩니다. 또한 채굴이 잘 조절되는 곳에서는 많은 양의 폐기물이 중금속 및 산과 같은 위험한 화학 물질을 유출하는 폐수 연못을 만들 때 지하수를 오염시킬 수 있습니다. 채굴로 인한 폐기물 및 환경 파괴는 오염, 침식 및 산성화로 이어질 수 있으며, 많은 폐기물은 방사성이므로 손상에 더욱 기여합니다 [3].

이 문제에 대한 한 가지 해결책은 희토류 재활용 이며이 분야에서 상당한 진전이 이루어졌습니다. 예를 들어, Oak Ridge National Laboratory의 연구원들은 한 단계로 배터리에서 희토류 금속을 회수하는 방법을 개발했습니다. 이 공정은 막-보조 용매 추출을 사용하며, 여기서 다공성지지 층은 액체 막 층과 교대한다. 그런 다음, 농도 구배와 같은 구동력은 다른 입자를 배제하면서 액체 필름을 통해 특정 입자를 밀어 초기 물질의 성분을 분리합니다. 이 기술을 자석에서 희토류 요소를 분리하는 데 적용하는 것은 이전에 시간이 많이 걸리고 비용이 많이 드는 프로세스를 비교적 간단한 기술로 바꾸고 새로운 광석을 채굴하는 것보다 저렴할 수 있기 때문에 특히 효과적입니다 [4].

자석에는 희토류 요소의 약 33%가 포함되어있어 재활용 기술에 대한 투자 수익이 크게 증가합니다. 따라서, 희토류 원소의 회복 기술은 주로 자석에 집중되어 있습니다. 그러나 재활용을 위해해야 ​​할 일이 더 많습니다. 자석 외에도 전자 장치의 다른 부분에서 다른 희토류 요소가 휴대 전화 화면에서 발생합니다. 이러한 다른 구성 요소에서 희토류 요소를 추출하기위한 기술에 대한 연구가 수행되어야합니다. 이 연구 분야는 더 많은 자원이 필요한 필수 분야입니다. 오래된 핸드폰에서 복구 할 수있는 요소가 많을수록 새로운 핸드폰을 생산하는 환경 비용이 낮아집니다.

지속적인 연구를 통해 오래된 장비 및 재료에 대한 점점 더 많은 재활용 전략이 개발 될 수 있습니다. 이 분야의 진전과 미래의 연구로 인해 기술 회의에서 발표 된 다음 스마트 폰은 결국 새롭지 않을 것입니다. 기본 구성 요소는 과거의 [구식 "장치에서 복원 될 수 있습니다.

참조:

[1] Hadhazy, Adam. [여기 기술의 '계획된 노후화'에 대한 진실은 다음과 같습니다. "BBC Future, BBC, 12

2016 년 6 월, www.bbc.com/future/article/20160612-heres-truth-bout-the-planned-obsolescence-of-tech.

[2] Vailshery, Lionel. [미국 소비자 전자 산업 소매 소매 2012-2021. "2021 년 1 월 22 일,

www.statista.com/statistics/641924/us-consumer-electronics-technology-retail-market-size/.

[3] 아이브스, 마이크. [채굴의 붐 희토류는 독성 위험을 장착하는 포즈를 취합니다. "Yale Environment 360, 28

2013 년 1 월, e360.yale.edu/features/boom_in_mining_rare_earths_poses_mounting_toxic_risks.

[4] Deshmane, Vishwanath G et al. [광범위한 희토류 요소의 선택적 회복

막 용매 추출의 전자 폐기물 및 공정 확장 성. " 환경 과학 및 기술, Vol. 54, 2019 년 12 월 17 일, doi : 10.1021/acs.est.9B05695.