Пошук і видобуток достатньої кількості рідкоземельних мінералів для живлення все більшої кількості мобільних телефонів є важким завданням, яке може завдати шкоди навколишньому середовищу, але нові методи можуть допомогти.
Зміст
- Мінерали, які забезпечують роботу вашого телефону
- Екологічні проблеми
- Нові методи пошуку корисних копалин
Дослідники стверджують, що вони видалили цінні рідкоземельні елементи (РЗЕ) із відходів із достатньо високим вмістом, щоб вирішити проблеми для виробників і одночасно підвищити їхні прибутки. Вчені сказали в нещодавня стаття що їхній процес безпечніший для навколишнього середовища, оскільки він використовує менше енергії, ніж інші методи, і перетворює потік кислоти, який часто використовується для відновлення елементів, на цівку.
Рекомендовані відео
«А смартфон може містити до восьми різних РЗЕ», хімік Університету Райса Джеймс ТурПро це в інтерв’ю Digital Trends розповів автор дослідження. «Червоний, синій і зелений кольори екрану покращені РЗЕ, як і вібраційний механізм і динаміки».
Мінерали, які забезпечують роботу вашого телефону
Лабораторія Тура використовувала спеціальний процес нагрівання, який виробляє графен з будь-якого твердого джерела вуглецю для відновлення рідкоземельних металів. The корисні копалини мають магнітні та електронні властивості, критичні для сучасної електроніки та зелених технологій.
У той час як промислове вилучення з вугільної золи, залишків бокситів і електронних відходів зазвичай включає сильну кислоту — трудомісткий, неекологічний процес — лабораторія Райса нагріває летючу золу та інші матеріали приблизно до 5432 градусів за Фаренгейтом за другий. Процес перетворює відходи на добре розчинні «активовані види РЗЕ».
Тур сказав, що обробка золи-винесення за допомогою швидкого джоулевого нагрівання «розбиває скло, що охоплює ці елементи, і перетворює фосфати REE на оксиди металів, які розчиняються набагато легше». У промислових процесах використовується 15-молярна концентрація азотної кислоти для вилучення матеріали; у процесі рису використовується набагато м’яша 0,1-молярна концентрація соляної кислоти, яка все ще дає більше продукту.
Дослідники виявили, що зола-винос вугілля (CFA) більш ніж удвічі збільшує вихід більшості рідкоземельних елементів, використовуючи дуже м’яку кислоту, ніж вилуговування неочищеної CFA у сильних кислотах.
«Стратегія є загальною для різних відходів», — сказав Бінг Денг, один із дослідників. «Ми довели, що вихід REE було покращено з вугільної золи, бокситів та електронних відходів за допомогою того самого процесу активації».
Екологічні проблеми
Прогнозує Deloitte Global що смартфони — найпопулярніші пристрої побутової електроніки у світі, які, як очікується, матимуть встановлена база 4,5 мільярдів у 2022 році — генеруватиме 146 мільйонів тонн CO2 або еквівалентних викидів цього рік один.
«Швидкий обіг нових телефонів щороку є проблемою, оскільки ми споживаємо технології швидкими темпами, що також впливає на навколишнє середовище», Олександр Гісі, професор кафедри науки про Землю та навколишнє середовище Інституту гірничої справи та технологій Нью-Мексико, розповів в інтерв’ю Digital Trends.
Хоча переробка допоможе скоротити викиди, майнінг все ще дешевший і необхідний для задоволення зростаючого попиту на технологічні пристрої, сказав Гісі. З кожним роком їхні компоненти стають меншими та легшими, мають більший час автономної роботи та перемішуються для підвищення якості дисплеїв, додав він.
«Наші мобільні телефони заряджені REE та іншими металами, такими як мідь і золото; отже можливість повторного використання деяких частин для вилучення РЗЕ була б корисною, але ми ще не досягли цього».
Гізі сказав, що видобуток РЗЕ з природних родовищ корисних копалин може бути складним, оскільки ці різні РЗЕ зустрічаються разом у різних типах мінералів. Для вилучення мінералів потрібне механічне або фізичне розділення, а також хімічне розділення.
«Цей процес також може включати хімічні речовини, з якими потрібно обережно поводитись шляхом утилізації шахтних відходів», — сказав Гізі. «З огляду на правила видобутку корисних копалин у Північній Америці, було б вигідно робити це локально та відповідально, але це, ймовірно, буде дорожчим і потребує стимулів для цього».
Лабораторія Gysi працює над новими методами екстракції REE. Дослідники досліджували, як РЗЕ хімічно розділяються в природних системах у надкритичних гідротермальних рідинах у земній корі.
«Це, по суті, водяні розчини з високою температурою та тиском», — сказав Гізі. «Ми вивчаємо, як різні кислоти/основи та ліганди, такі як хлорид, фторид і гідроксил, можуть зв’язуватися з РЗЕ, підвищувати їх розчинність і навіть сприяти їх фракціонуванню. Це дозволить передбачити розчинність і поведінку цих металів у фракціонуванні, а також потенційно може використовуватися для розробки нових технологій».
Нові методи пошуку корисних копалин
Комп’ютери також можуть сприяти пошуку рідкісних мінералів. Дослідники запропонували систему штучного інтелекту (AI), яка могла б вивчати базу даних рідкоземельних мінералів, розпізнавати закономірності, а потім дозволяти їй виявляти нові потенційні збіги.
До появи ШІ або машинного навчання (ML) відкриття нових матеріалів ґрунтувалося на методі проб і помилок, матеріалознавець Прашант Сінгх, з лабораторії Еймса в Університеті штату Айова та автор нового дослідження, розповів Digital Trends в інтерв’ю.
«Процес доставки нещодавно знайденого матеріалу з лабораторії на ринок може зайняти 20-30 років, але AI/ML може значно пришвидшити цей процес шляхом моделювання властивостей матеріалів на комп’ютерах, перш ніж ступити в лабораторію», Сінгх сказав. «Це робить AI/ML корисним для виявлення технологічно корисних сполук».
Рекомендації редакції
- Ваш iPhone має секретну функцію, яка допомагає навколишньому середовищу — ось як вона працює
- TCL 30XE 5G і 30 V 5G – останні доповнення до лінійки телефонів 5G від TCL
- Новий iPhone SE з 5G вийде в 2022 році, але він може мати той самий старий дизайн
Оновіть свій спосіб життяDigital Trends допомагає читачам стежити за динамічним світом технологій завдяки всім останнім новинам, цікавим оглядам продуктів, проникливим редакційним статтям і унікальним у своєму роді коротким оглядам.
