טכניקות ירוקות יותר יכולות לעזור למצוא מינרלים נדירים לטלפונים

מציאת והפקת מספיק מינרלים נדירים כדי להפעיל את המספר ההולך וגדל של טלפונים ניידים הוא אתגר קשה שיכול להמיט הרס על הסביבה - אבל טכניקות חדשות יכולות לעזור.

חוקרים אומרים שהם הוציאו אלמנטים יקרי ערך של אדמה נדירה (REE) מהפסולת בתפוקות גבוהות מספיק כדי לפתור בעיות עבור יצרנים תוך הגדלת רווחיהם. המדענים אמרו ב-a מאמר אחרון שהתהליך שלהם טוב יותר לסביבה מכיוון שהוא משתמש בפחות אנרגיה משיטות אחרות והופך את זרם החומצה המשמש לעתים קרובות לשחזור היסודות לטפטוף.

"א סמארטפון יכול לכלול עד שמונה REEs שונים", כימאי מאוניברסיטת רייס סיור ג'יימס, מחבר המחקר, סיפר בראיון ל-Digital Trends. "צבעי המסך האדום, הכחול והירוק משופרים על ידי REEs, וכך גם מנגנון הרטט והרמקולים."

מינרלים ששומרים על הטלפון שלך לפעול

המעבדה של טור השתמשה בתהליך חימום מיוחד המייצר גרפן מכל מקור פחמן מוצק כדי לשחזר מתכות אדמה נדירות. ה

בעוד שהפקה תעשייתית מאפר פחם, שאריות בוקסיט ופסולת אלקטרונית כוללת בדרך כלל חומצה חזקה - תהליך גוזל זמן, לא ירוק - מעבדת האורז מחממת אפר טוס וחומרים אחרים לכ-5,432 מעלות פרנהייט ב- שְׁנִיָה. התהליך הופך את הפסולת ל"מיני REE פעילים" מסיסים ביותר.

סיור אמר כי טיפול באפר זבוב על ידי חימום ג'ול בזק "שובר את הזכוכית העוטפת את האלמנטים הללו וממיר פוספטים של REE ל תחמוצות מתכת שמתמוססות הרבה יותר בקלות". תהליכים תעשייתיים משתמשים בריכוז של 15 מולרי של חומצה חנקתית כדי לחלץ את חומרים; תהליך האורז משתמש בריכוז מתון הרבה יותר של 0.1 מולר של חומצה הידרוכלורית שעדיין מניב יותר תוצר.

החוקרים מצאו כי אפר פחם לחימום הבזק (CFA) הכפיל את התפוקה של רוב יסודות האדמה הנדירים באמצעות חומצה עדינה מאוד מאשר שטיפת CFA לא מטופל בחומצות חזקות.

"האסטרטגיה היא כללית עבור פסולת שונות", אמר בינג דנג, אחד החוקרים. "הוכחנו שתשואות ההתאוששות של REE שופרו מאפר זבוב פחם, שאריות בוקסיט ופסולת אלקטרונית באותו תהליך הפעלה."

נושאים סביבתיים

דלויט העולמית צופה כי טלפונים חכמים - מכשירי האלקטרוניקה הפופולריים ביותר בעולם שצפויים להיות להם בסיס מותקן של 4.5 מיליארד בשנת 2022 - ייצר 146 מיליון טון של CO2 או פליטות שוות ערך זה שנה לבד.

"התחלופה המהירה של טלפונים חדשים בכל שנה היא בעיה מכיוון שאנו צורכים טכנולוגיה בקצב מהיר, שיש לה גם השפעות סביבתיות." אלכסנדר גיסי, פרופסור במחלקה למדעי כדור הארץ והסביבה במכון ניו מקסיקו לכרייה וטכנולוגיה, סיפר בראיון ל-Digital Trends.

בעוד שמחזור יעזור לצמצם את הפליטות, הכרייה עדיין זולה יותר ונחוצה כדי לעמוד בקצב הגדל של הביקוש למכשירים טכנולוגיים, אמר גיסי. מדי שנה, הרכיבים שלהם הופכים קטנים וקלים יותר, יש להם חיי סוללה גבוהים יותר, והם מעורבבים מחדש כדי להגביר את איכות הצגים, הוא הוסיף.

"הטלפונים הסלולריים שלנו מוטענים ב-REE ובמתכות אחרות כמו נחושת וזהב; מכאן שהיכולת לעשות שימוש חוזר בחלק מהחלקים כדי לחלץ REE תהיה מועילה, אבל אנחנו עדיין לא שם."

Gysi אמר כי הפקת REE ממרבצי מינרלים טבעיים יכולה להיות קשה, מכיוון שה-REE השונים הללו מתרחשים יחד בסוגי מינרלים שונים. כדי להפיק את המינרלים יש צורך בהפרדה מכנית או פיזית וכן הפרדה כימית.

"תהליך זה יכול לכלול גם כימיקלים שיש לטפל בהם בזהירות באמצעות שחזור פסולת מכרה", אמר גיסי. "עם תקנות הכרייה וההפקה בצפון אמריקה, זה יכול להיות מועיל לעשות את זה באופן מקומי ובצורה אחראית, אבל זה צפוי להיות יקר יותר וצריך תמריצים לעשות זאת."

המעבדה של Gysi עובדת על טכניקות מיצוי REE חדשות. החוקרים חקרו כיצד REEs מופרדים כימית במערכות טבעיות בנוזלים הידרותרמיים סופר-קריטיים בקרום כדור הארץ.

"אלה בעצם פתרונות מים בטמפרטורה גבוהה ובלחץ", אמר גיסי. "אנו חוקרים כיצד חומצה/בסיסים וליגנדים שונים כמו כלוריד, פלואוריד והידרוקסיל יכולים להיקשר ל-REE, לשפר את מסיסותם, ואפילו לעזור לחלק אותם. זה יאפשר לחזות את מסיסות המתכות הללו ואת התנהגות הפירוק ויכול לשמש גם לפיתוח טכנולוגיות חדשות."

שיטות חדשות למציאת מינרלים

מחשבים עשויים גם להגביר את המאמצים למצוא מינרלים נדירים. חוקרים הציעו מערכת בינה מלאכותית (AI) שתוכל לחקור מסד נתונים של מינרלים נדירים של אדמה, לזהות דפוסים ואז לאפשר לו לזהות התאמות פוטנציאליות חדשות.

לפני הופעת הבינה המלאכותית או למידת מכונה (ML), גילוי חומרים חדשים התבסס על ניסוי וטעייה, מדען חומרים פראשנט סינג, ממעבדת איימס באוניברסיטת איווה ומחברת המחקר החדש, סיפרה בראיון ל-Digital Trends.

"התהליך לקחת חומר חדש שהתגלה ממעבדה לשוק עשוי להימשך 20-30 שנה, אבל AI/ML יכול להאיץ משמעותית את התהליך הזה על ידי הדמיית תכונות החומר במחשבים לפני דריסת רגל למעבדה." אמר סינג. "זה הופך את ה-AI/ML לשימושי לגילוי תרכובות שימושיות טכנולוגית."

המלצות עורכים

• לאייפון שלך יש תכונה סודית שעוזרת לסביבה - הנה איך זה עובד
• TCL 30XE ​​5G ו-30 V 5G הם התוספות האחרונות למערך הטלפונים 5G של TCL
• אייפון SE חדש עם 5G יגיע בשנת 2022, אך ייתכן שיהיה אותו עיצוב ישן

שדרג את אורח החיים שלךמגמות דיגיטליות עוזרות לקוראים לעקוב אחר עולם הטכנולוגיה המהיר עם כל החדשות האחרונות, ביקורות מהנות על מוצרים, מאמרי מערכת מעוררי תובנות והצצות מיוחדות במינן.