Piisavalt haruldaste muldmetallide mineraalide leidmine ja kaevandamine kasvava arvu mobiiltelefonide toiteks on raske väljakutse, mis võib keskkonda hävitada, kuid uued tehnikad võivad aidata.
Sisu
- Mineraalid, mis hoiavad telefoni töös
- Keskkonnaprobleemid
- Uued meetodid mineraalide leidmiseks
Teadlaste sõnul on nad jäätmetest eemaldanud väärtuslikud haruldased muldmetallid (REE) piisavalt suure saagisega, et lahendada tootjate probleemid, suurendades samal ajal nende kasumit. Teadlased ütlesid a hiljutine paber et nende protsess on keskkonnasõbralikum, kuna see kasutab vähem energiat kui teised meetodid ja muudab elementide taastamiseks sageli kasutatava happevoo nireks.
Soovitatud videod
"A nutitelefoni võib selles olla kuni kaheksa erinevat REE-d," Rice'i ülikooli keemik Jamesi ringreis, rääkis uuringu autor ajakirjale Digital Trends antud intervjuus. "REE täiustab punast, sinist ja rohelist ekraanivärvi, nagu ka vibratsioonimehhanismi ja kõlareid."
Mineraalid, mis hoiavad telefoni töös
Touri laboris kasutati haruldaste muldmetallide taastamiseks spetsiaalset kuumutusprotsessi, mis toodab grafeeni mis tahes tahkest süsinikuallikast. The mineraalid neil on magnetilised ja elektroonilised omadused, mis on kaasaegse elektroonika ja roheliste tehnoloogiate jaoks olulised.
Kui kivisöe lendtuhast, boksiidijääkidest ja elektroonikajäätmetest tööstuslikul ekstraheerimisel kasutatakse tavaliselt tugevat hapet — aeganõudev, mitteroheline protsess – Rice'i labor soojendab lendtuhka ja muud materjalid temperatuurini umbes 5432 kraadi Fahrenheiti teiseks. Protsess muudab jäätmed hästi lahustuvateks "aktiveeritud REE-liikideks".
Tour ütles, et lendtuha töötlemine Joule'i kiirkuumutusega "lõhub neid elemente ümbritseva klaasi ja muudab REE fosfaadid metallioksiidid, mis lahustuvad palju kergemini. Tööstuslikes protsessides kasutatakse selle ekstraheerimiseks 15-molaarset lämmastikhappe kontsentratsiooni materjalid; Rice protsess kasutab palju leebemat 0,1-molaarset vesinikkloriidhappe kontsentratsiooni, mis annab siiski rohkem toodet.
Uurijad leidsid, et kiirkuumutusega kivisöe lendtuhk (CFA) suurendas enam kui kahekordselt enamiku haruldaste muldmetallide elementide saagist, kasutades väga nõrga happega, kui töötlemata CFA-d tugevates hapetes.
"Strateegia on mitmesuguste jäätmete jaoks üldine," ütles üks teadlastest Bing Deng. "Tõestasime, et REE taaskasutamise saagiseid söe lendtuhast, boksiidijääkidest ja elektroonikajäätmetest parandati sama aktiveerimisprotsessiga."
Keskkonnaprobleemid
Deloitte Global ennustab et nutitelefonid – maailma populaarseimad tarbeelektroonikaseadmed, millel eeldatavasti on installeeritud baas 2022. aastal 4,5 miljardit – tekitab 146 miljonit tonni CO2 või samaväärset heitkogust. aasta üksi.
"Uute telefonide kiire käive igal aastal on probleem, kuna tarbime tehnoloogiat kiires tempos, millel on ka keskkonnamõjud," Aleksander Gysi, New Mexico kaevandus- ja tehnoloogiainstituudi maa- ja keskkonnateaduste osakonna professor, rääkis intervjuus väljaandele Digital Trends.
Kuigi ringlussevõtt aitaks vähendada heitkoguseid, on kaevandamine siiski odavam ja vajalik, et pidada sammu kasvava nõudlusega tehniliste seadmete järele, ütles Gysi. Ta lisas, et igal aastal muutuvad nende komponendid väiksemaks ja kergemaks, neil on pikem aku tööiga ja neid segatakse uuesti, et tõsta kuvarite kvaliteeti.
„Meie mobiiltelefonid on ülelaaditud REE ja muude metallidega, nagu vask ja kuld; seega oleks kasulik osade osade taaskasutamine REE eraldamiseks, kuid me ei ole veel seal.
Gysi ütles, et REE kaevandamine looduslikest maavaradest võib olla keeruline, kuna need erinevad maavarad esinevad koos erinevates mineraalitüüpides. Mineraalide eraldamine nõuab mehaanilist või füüsilist eraldamist, samuti keemilist eraldamist.
"See protsess võib hõlmata ka kemikaale, mida tuleb kaevandusjäätmete taaskasutamise teel hoolikalt töödelda," ütles Gysi. "Põhja-Ameerika kaevandamis- ja kaevandamiseeskirjadega võiks olla kasulik teha seda kohapeal ja vastutustundlikul viisil, kuid see on tõenäoliselt kallim ja vajab selleks stiimuleid."
Gysi labor töötab uute REE ekstraheerimistehnikate kallal. Teadlased uurisid, kuidas maakoore ülekriitilistes hüdrotermilistes vedelikes looduslikes süsteemides eraldatakse REEd keemiliselt.
"Need on sisuliselt kõrge temperatuuri ja rõhuga veelahendused, " ütles Gysi. "Uurime, kuidas erinevad happed / alused ja ligandid, nagu kloriid, fluoriid ja hüdroksüül, võivad REE-ga seonduda, parandada nende lahustuvust ja isegi aidata neid fraktsioneerida. See võimaldab ennustada nende metallide lahustuvust ja fraktsioneerimiskäitumist ning seda võib potentsiaalselt kasutada ka uute tehnoloogiate väljatöötamiseks.
Uued meetodid mineraalide leidmiseks
Arvutid võivad samuti tõhustada jõupingutusi haruldaste mineraalide leidmiseks. Teadlased on välja pakkunud tehisintellekti (AI) süsteemi, mis võiks uurida haruldaste muldmetallide mineraalide andmebaasi, tuvastada mustreid ja seejärel võimaldada tuvastada uusi potentsiaalseid vasteid.
Enne tehisintellekti ehk masinõppe (ML) tulekut põhines uute materjalide avastamine katse-eksituse meetodil, ütles materjaliteadlane Prashant Singh, Iowa osariigi ülikooli Amesi laborist ja uue uuringu autor, rääkis ajakirjale Digital Trends antud intervjuus.
"Äsja avastatud materjali laborist turule viimise protsess võib kesta 20–30 aastat, kuid AI/ML võib võtta kiirendada seda protsessi oluliselt, simuleerides arvutis materjali omadusi enne laborisse astumist. ütles Singh. "See muudab AI / ML kasulikuks tehnoloogiliselt kasulike ühendite avastamiseks."
Toimetajate soovitused
- Teie iPhone'il on salajane funktsioon, mis aitab keskkonda – see toimib järgmiselt
- TCL 30XE 5G ja 30 V 5G on TCL-i 5G telefonivaliku uusimad täiendused
- 2022. aastal tuleb uus 5G-ga iPhone SE, kuid sellel võib olla sama vana kujundus
Uuendage oma elustiiliDigitaalsed suundumused aitavad lugejatel hoida silma peal kiirel tehnikamaailmal kõigi viimaste uudiste, lõbusate tooteülevaadete, sisukate juhtkirjade ja ainulaadsete lühiülevaadetega.
