Tehnici mai ecologice ar putea ajuta la găsirea de minerale rare pentru telefoane

Găsirea și extragerea suficient de minerale rare pentru a alimenta numărul tot mai mare de telefoane mobile este o provocare grea care poate face ravagii asupra mediului – dar noi tehnici ar putea ajuta.

Cercetătorii spun că au îndepărtat elemente valoroase din pământuri rare (REE) din deșeuri, cu un randament suficient de mare pentru a rezolva problemele pentru producători, sporind în același timp profiturile. Oamenii de știință au spus într-un lucrare recentă că procesul lor este mai prietenos cu mediul înconjurător, deoarece folosește mai puțină energie decât alte metode și transformă fluxul de acid folosit adesea pentru a recupera elementele într-un firicel.

"A smartphone poate avea până la opt REE diferite în ea,” chimist de la Universitatea Rice James Tour, autorul studiului, a declarat pentru Digital Trends într-un interviu. „Culorile ecranului roșu, albastru și verde sunt îmbunătățite de REE, la fel ca mecanismul de vibrație și difuzoarele.”

Minerale care îți mențin telefonul să funcționeze

Laboratorul lui Tour a folosit un proces special de încălzire care produce grafen din orice sursă solidă de carbon pentru a recupera metalele pământurilor rare. The minerale au proprietăți magnetice și electronice esențiale pentru electronicele moderne și tehnologiile ecologice.

În timp ce extracția industrială din cenușa zburătoare de cărbune, reziduurile de bauxită și deșeurile electronice implică de obicei acid puternic - un proces care consumă mult timp, non-verde — laboratorul Rice încălzește cenușa zburătoare și alte materiale la aproximativ 5.432 de grade Fahrenheit într-un al doilea. Procesul transformă deșeurile în „specii REE activate” foarte solubile.

Tour a spus că tratarea cenușii zburătoare prin încălzire prin fulger Joule „sparge sticla care acoperă aceste elemente și transformă fosfații REE în oxizi de metal care se dizolvă mult mai ușor.” Procesele industriale folosesc o concentrație de 15 molare de acid azotic pentru a extrage materiale; procesul de orez folosește o concentrație mult mai blândă de 0,1 molar de acid clorhidric, care încă produce mai mult produs.

Cercetătorii au descoperit că cenușa zburătoare de cărbune cu încălzire rapidă (CFA) a dublat randamentul majorității elementelor pământurilor rare utilizând acid foarte ușor decât leșierea CFA netratată în acizi puternici.

„Strategia este generală pentru diferite deșeuri”, a spus Bing Deng, unul dintre cercetători. „Am demonstrat că randamentele de recuperare a REE au fost îmbunătățite din cenușa zburătoare de cărbune, reziduurile de bauxită și deșeurile electronice prin același proces de activare.”

Probleme de mediu

Deloitte Global prezice că smartphone-urile — cele mai populare dispozitive electronice de larg consum din lume care se așteaptă să aibă un baza instalată de 4,5 miliarde în 2022 — va genera 146 milioane de tone de CO2 sau emisii echivalente acest lucru singur an.

„Circuția rapidă de telefoane noi în fiecare an este o problemă, deoarece consumăm tehnologie într-un ritm rapid, care are și impact asupra mediului.” Alexandru Gysi, profesor la Departamentul de Științe Pământului și Mediului de la Institutul de Mining și Tehnologie din New Mexico, a declarat Digital Trends într-un interviu.

În timp ce reciclarea ar ajuta la reducerea emisiilor, mineritul este încă mai ieftin și necesar pentru a ține pasul cu cererea în creștere pentru dispozitive tehnologice, a spus Gysi. În fiecare an, componentele lor devin mai mici și mai ușoare, au o durată de viață mai mare a bateriei și sunt remixate pentru a crește calitatea afișajelor, a adăugat el.

„Telefoanele noastre mobile sunt supraalimentate cu REE și alte metale precum cuprul și aurul; prin urmare, posibilitatea de a reutiliza unele dintre părți pentru a extrage REE ar fi benefică, dar nu suntem încă acolo.”

Gysi a spus că extragerea REE din zăcămintele minerale naturale poate fi dificilă, deoarece aceste REE diferite apar împreună în diferite tipuri de minerale. Extragerea mineralelor necesită separare mecanică sau fizică, precum și separare chimică.

„Acest proces poate implica și substanțe chimice care trebuie tratate cu atenție prin recuperarea deșeurilor miniere”, a spus Gysi. „Cu reglementările privind mineritul și extracția din America de Nord, ar putea fi benefic să o facem la nivel local și într-un mod responsabil, dar este probabil să fie mai scump și să aibă nevoie de stimulente pentru a face acest lucru.”

Laboratorul lui Gysi lucrează la noi tehnici de extracție a REE. Cercetătorii au investigat modul în care REE sunt separate chimic în sistemele naturale în fluide hidrotermale supercritice din scoarța terestră.

„Acestea sunt în esență soluții de apă la temperatură și presiune ridicată”, a spus Gysi. „Studiam modul în care diferiți acizi/baze și liganzi, cum ar fi clorura, fluorura și hidroxilul, se pot lega de REE, le pot îmbunătăți solubilitatea și chiar ajută la fracționarea lor. Acest lucru va permite prezicerea solubilității și comportamentului de fracționare al acestor metale și ar putea fi, de asemenea, potențial utilizat pentru a dezvolta noi tehnologii.”

Noi metode de a găsi minerale

De asemenea, computerele ar putea spori eforturile de a găsi minerale rare. Cercetătorii au propus un sistem de inteligență artificială (AI) care ar putea studia o bază de date cu minerale de pământuri rare, să recunoască modele și apoi să îi permită să identifice noi potenţiale potriviri.

Înainte de apariția AI sau a învățării automate (ML), descoperirea de noi materiale s-a bazat pe încercări și erori, cercetătorul de materiale Prashant Singh, de la Laboratorul Ames de la Universitatea de Stat din Iowa și autorul noului studiu, a declarat Digital Trends într-un interviu.

„Procesul de a duce un material nou descoperit de la laborator la piață poate dura 20-30 de ani, dar AI/ML poate accelerează semnificativ acest proces prin simularea proprietăților materialelor pe computere înainte de a pune piciorul într-un laborator.” spuse Singh. „Acest lucru face ca AI/ML să fie util pentru descoperirea de compuși utili din punct de vedere tehnologic.”

Recomandările editorilor

• iPhone-ul tău are o funcție secretă care ajută mediul înconjurător - iată cum funcționează
• TCL 30XE ​​5G și 30 V 5G sunt cele mai recente completări la gama de telefoane 5G a TCL
• Un nou iPhone SE cu 5G va veni în 2022, dar poate avea același design vechi

Îmbunătățește-ți stilul de viațăDigital Trends îi ajută pe cititori să țină cont de lumea rapidă a tehnologiei cu toate cele mai recente știri, recenzii distractive despre produse, editoriale perspicace și anticipări unice.