«Шахта в городе» — Забытый ресурс
Ежегодно миллионы тонн электронных отходов (ЭО), старых двигателей и промышленного оборудования выбрасываются, унося с собой огромное количество ценных редкоземельных элементов. Этот «городской» ресурс сосредоточен в основном в трёх основных типах отходов:
Использованные постоянные магниты NdFeB: это богатейшие редкоземельные «рудные пласты», содержащие очень высокие концентрации неодима (Nd), празеодима (Pr) и диспрозия (Dy). Они используются в жёстких дисках компьютеров, двигателях электромобилей, ветряных турбинах, кондиционерах, динамиках и многих других устройствах. По оценкам, мировой рынок переработки редкоземельных магнитов может достичь миллиардов долларов в течение следующего десятилетия.
Флуоресцентные порошки из отработанных ламп: старые компактные люминесцентные лампы и люминесцентные трубки, содержащие люминесцентные порошки (люминофоры), являются важным источником дорогостоящих тяжелых редкоземельных элементов, таких как иттрий (Y), европий (Eu) и тербий (Tb).
Отходы катализаторов: Катализаторы крекинга в псевдоожиженном слое (FCC), используемые в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, содержат значительные количества лантана (La) и церия (Ce).
Извлечение редкоземельных металлов из этих источников не только снижает зависимость от традиционной добычи, которая часто вызывает серьезные экологические проблемы, такие как разрушение ландшафта и радиоактивное загрязнение, но и создает стабильные, безопасные и предсказуемые вторичные поставки в пределах национальных границ.
Фото: Источник отходов электронных плат (источник: en.reset.org).
Прорывы в технологии переработки редкоземельных металлов
Переработка редкоземельных металлов представляет собой серьёзную технологическую проблему. Однако недавние научные достижения открыли перспективы крупномасштабной коммерциализации.
Гидрометаллургия — основное направление: Это наиболее широко изученный и применяемый метод. Учёные из Лаборатории Эймса (США) и Католического университета Лёвена (Бельгия) разработали эффективные гидрометаллургические процессы растворения магнитного порошка NdFeB в кислоте с последующим использованием методов экстракции растворителем для извлечения оксидов редкоземельных металлов с чистотой более 99,5%. В последнее время исследования были сосредоточены на использовании более слабых органических кислот (таких как лимонная кислота, глюконовая кислота) для повышения селективности и снижения воздействия на окружающую среду.
Новые и «более зеленые» технологии — перспективы на будущее:
+ Прямая переработка: перспективный подход заключается в прямом повторном использовании сплавов из старых магнитов без разделения каждого элемента. Компания Urban Mining Company (США) коммерциализировала процесс под названием «Магнит-в-магнит», при котором отработанные магниты обрабатываются для удаления покрытия, затем измельчаются в порошок и перерабатываются в новые магниты. Этот процесс значительно экономит энергию и затраты по сравнению с производством из руды.
+ Использование ионных жидкостей: Исследователи из Королевского университета Белфаста (Великобритания) продемонстрировали возможность использования нескольких типов ионных растворителей для селективного растворения оксидов редкоземельных металлов из отходов флуоресцентного порошка. Лабораторные результаты показывают, что эффективность извлечения европия может достигать более 90% при высокой чистоте. Хотя стоимость ионных растворителей по-прежнему высока, их многоразовость и экологичность являются существенными преимуществами.
+ Биовыщелачивание: это новое, но перспективное направление исследований. Учёные из Университета Айдахо (США) обнаружили, что бактерии рода Gluconobacter способны производить глюконовую кислоту, которая способствует растворению редкоземельных металлов из термообработанных магнитов. Лабораторные исследования показывают, что можно извлечь до 70% неодима. Хотя этот процесс медленный и не очень эффективный, он открывает полностью экологичное направление, требующее минимального потребления энергии и не производящее токсичных химикатов.
Фото: Переработка редкоземельных магнитов (источник: https://eco-recycle.co.uk/).
Текущая ситуация, проблемы и дорожная карта для Вьетнама
Во Вьетнаме «городская добыча» редкоземельных элементов – практически полностью неисследованная область. В настоящее время у нас отсутствует систематическая система сбора, классификации и переработки электронных и промышленных отходов, содержащих редкоземельные элементы. Переработка (если таковая вообще имеется) осуществляется преимущественно вручную и в небольших масштабах, в основном с целью извлечения распространённых металлов, таких как медь, алюминий и железо, в то время как ценные редкоземельные элементы теряются и выбрасываются в окружающую среду.
Однако это открывает для Вьетнама возможность с самого начала построить современную и устойчивую отрасль переработки редкоземельных металлов. Для этого необходима чёткая дорожная карта с конкретными шагами:
Разработка рамок политики и системы сбора: Правительству следует разработать политику, стимулирующую и обязывающую сбор редкоземельных материалов, отслуживших свой срок. Необходимым условием является создание эффективной общенациональной системы сбора и сортировки электронных и промышленных отходов.
Значительные инвестиции в НИОКР: необходима национальная научно-техническая программа по переработке стратегических материалов, которая в первую очередь выделит ресурсы научно-исследовательским институтам и университетам для:
+ Исследование и освоение базовых технологий переработки: фокус на оптимизацию гидрометаллургического процесса, подходящего для конкретных типов отходов во Вьетнаме. Имея опыт в гидрометаллургии и добыче первичных руд, такие подразделения, как Институт технологий редкоземельных элементов, могут быстро освоить эту технологию.
+ Исследуйте новые технологии, ищите кратчайшие пути: выделяйте ресурсы на исследования в передовых направлениях, таких как использование ионных растворителей и гидробиология. Хотя эти исследования долгосрочны, начав их сейчас, Вьетнам сможет не отставать в технологиях.
Строительство пилотных установок по переработке и переработке отходов (пилотный завод): После получения положительных результатов НИОКР необходимо инвестировать в строительство пилотных установок по переработке отходов для проверки технологии, оценки экономической эффективности и усовершенствования процесса перед его внедрением в промышленных масштабах.
Укрепление международного сотрудничества: изучение опыта ведущих стран в области разработки политики, систем сбора и передачи передовых технологий переработки.
Развитие отрасли переработки редкоземельных металлов — это не только экономическое и экологическое решение, но и вопрос ресурсной безопасности. Добывая отработанные технологические продукты, Вьетнам может создать стабильный источник вторичного сырья из редкоземельных металлов, снизить зависимость от внешних факторов и внести вклад в построение циклической, экологичной и устойчивой экономики.
Источник: https://mst.gov.vn/khai-thac-do-thi-dat-hiem-tu-phe-thai-cong-nghe-den-nguon-tai-nguyen-chien-luoc-197250731091535427.htm
Комментарий (0)