Rasti ir išgauti pakankamai retųjų žemių mineralų, kad būtų galima aprūpinti augančiu mobiliųjų telefonų skaičiumi, yra sunkus iššūkis, galintis pakenkti aplinkai, tačiau gali padėti nauji metodai.
Turinys
- Mineralai, kurie palaiko jūsų telefono veikimą
- Aplinkosaugos klausimai
- Nauji mineralų paieškos metodai
Tyrėjai teigia, kad iš atliekų pašalino vertingus retųjų žemių elementus (REE), kurių išeiga yra pakankamai didelė, kad išspręstų gamintojų problemas ir padidintų jų pelną. Mokslininkai sakė a naujausias popierius kad jų procesas yra draugiškesnis aplinkai, nes sunaudoja mažiau energijos nei kiti metodai ir dažnai elementams atgauti naudojamą rūgšties srautą paverčia srovele.
Rekomenduojami vaizdo įrašai
„A išmanusis telefonas gali turėti net aštuonis skirtingus REE“, – Rice universiteto chemikas Džeimso turas, interviu „Digital Trends“ pasakojo tyrimo autorius. „REE sustiprina raudoną, mėlyną ir žalią ekrano spalvas, taip pat vibracinį mechanizmą ir garsiakalbius.
Mineralai, kurie palaiko jūsų telefono veikimą
Tour laboratorija naudojo specialų šildymo procesą, kurio metu iš bet kokio kieto anglies šaltinio gaminamas grafenas retųjų žemių metalams atgauti. The mineralai turi magnetinių ir elektroninių savybių, būtinų šiuolaikinei elektronikai ir ekologiškoms technologijoms.
Nors pramoninėje gavyboje iš akmens anglių lakiųjų pelenų, boksito likučių ir elektronikos atliekų paprastai naudojama stipri rūgštis – daug laiko reikalaujantis, ekologiškas procesas – ryžių laboratorija įkaitina lakiuosius pelenus ir kitas medžiagas iki maždaug 5 432 laipsnių pagal Farenheitą. antra. Procesas paverčia atliekas labai tirpiomis „aktyvintomis REE rūšimis“.
Tour teigė, kad lakių pelenų apdorojimas džaulio žaibo kaitinimo būdu „sudaužia stiklą, kuris apima šiuos elementus, ir paverčia REE fosfatais metalų oksidai, kurie tirpsta daug lengviau“. Pramoniniuose procesuose naudojama 15 molių azoto rūgšties koncentracija, kad būtų išgaunama medžiagos; Ryžių procese naudojama daug švelnesnė 0,1 molio druskos rūgšties koncentracija, kuri vis tiek duoda daugiau produkto.
Tyrėjai nustatė, kad greitai kaitinami anglies lakieji pelenai (CFA) daugiau nei dvigubai padidino daugumos retųjų žemių elementų išeigą, naudojant labai švelnią rūgštį, nei išplovus neapdorotą CFA stipriose rūgštyse.
„Strategija yra bendra įvairioms atliekoms“, – sakė vienas iš tyrėjų Bing Dengas. "Mes įrodėme, kad REE regeneravimo derlingumas buvo pagerintas iš akmens anglių lakiųjų pelenų, boksito likučių ir elektronikos atliekų tuo pačiu aktyvinimo procesu."
Aplinkosaugos klausimai
„Deloitte Global“ prognozuoja kad išmanieji telefonai – populiariausi pasaulyje plataus vartojimo elektronikos įrenginiai, kurie turėtų turėti 2022 m. bus sukurta 4,5 mlrd. vien metus.
„Sparti naujų telefonų apyvarta kiekvienais metais yra problema, nes sparčiai vartojame technologijas, o tai taip pat daro poveikį aplinkai. Aleksandras Gysi, Naujosios Meksikos kalnakasybos ir technologijų instituto Žemės ir aplinkos mokslų katedros profesorius interviu pasakojo „Digital Trends“.
Nors perdirbimas padėtų sumažinti išmetamųjų teršalų kiekį, kasyba vis dar yra pigesnė ir būtina norint neatsilikti nuo augančios technologijų įrenginių paklausos, sakė Gysi. Jis pridūrė, kad kiekvienais metais jų komponentai tampa mažesni ir lengvesni, turi ilgesnį akumuliatoriaus veikimo laiką ir yra permaišomi, kad pagerintų ekranų kokybę.
„Mūsų mobilieji telefonai yra įkrauti REE ir kitais metalais, pavyzdžiui, variu ir auksu; todėl būtų naudinga pakartotinai panaudoti kai kurias dalis REE išgauti, bet mes to dar nesame.
Gysi teigė, kad išgauti REE iš natūralių mineralinių telkinių gali būti sunku, nes šios skirtingos REE yra kartu įvairiose mineralų rūšyse. Norint išgauti mineralus, reikalingas mechaninis arba fizinis atskyrimas, taip pat cheminis atskyrimas.
„Šis procesas taip pat gali būti susijęs su cheminėmis medžiagomis, kurias reikia kruopščiai apdoroti panaudojant kasyklų atliekas“, – sakė Gysi. „Dėl kasybos ir gavybos taisyklių Šiaurės Amerikoje gali būti naudinga tai daryti vietoje ir atsakingai, tačiau greičiausiai tai kainuos brangiau ir tam reikia paskatų.
Gysi laboratorija dirba su naujais REE ekstrahavimo metodais. Tyrėjai ištyrė, kaip REE yra chemiškai atskirtos natūraliose sistemose superkritiniuose hidroterminiuose skysčiuose Žemės plutoje.
„Tai iš esmės yra aukštos temperatūros ir slėgio vandens tirpalai“, - sakė Gysi. "Mes tiriame, kaip įvairios rūgštys / bazės ir ligandai, tokie kaip chloridas, fluoridas ir hidroksilas, gali prisijungti prie REE, padidinti jų tirpumą ir netgi padėti juos frakcionuoti. Tai leis numatyti šių metalų tirpumą ir frakcionavimo elgesį ir taip pat gali būti panaudota kuriant naujas technologijas.
Nauji mineralų paieškos metodai
Kompiuteriai taip pat gali paskatinti pastangas ieškant retų mineralų. Tyrėjai pasiūlė dirbtinio intelekto (AI) sistemą, kuri galėtų ištirti retųjų žemių mineralų duomenų bazę, atpažinti modelius ir įgalinti atrasti naujus potencialius atitikmenis.
Prieš atsirandant AI arba mašininiam mokymuisi (ML), naujų medžiagų atradimas buvo pagrįstas bandymais ir klaidomis, medžiagų mokslininkas Prashantas Singhas, iš Ajovos valstijos universiteto Ames laboratorijos ir naujo tyrimo autorius, interviu pasakojo „Digital Trends“.
Naujai atrastos medžiagos pristatymas iš laboratorijos į rinką gali užtrukti 20–30 metų, tačiau AI/ML gali žymiai pagreitinti šį procesą, imituojant medžiagų savybes kompiuteriuose prieš įkeliant koją į laboratoriją. Singhas pasakė. "Tai daro AI / ML naudingą ieškant technologiškai naudingų junginių."
Redaktorių rekomendacijos
- Jūsų iPhone turi slaptą aplinką tausojančią funkciją – štai kaip ji veikia
- TCL 30XE 5G ir 30 V 5G yra naujausi TCL 5G telefonų serijos papildymai
- 2022 m. pasirodys naujas „iPhone SE“ su 5G, tačiau jis gali turėti tą patį seną dizainą
Atnaujinkite savo gyvenimo būdąSkaitmeninės tendencijos padeda skaitytojams stebėti sparčiai besivystantį technologijų pasaulį – pateikiamos visos naujausios naujienos, smagios produktų apžvalgos, įžvalgūs vedamieji leidiniai ir unikalūs žvilgsniai.
