Nieuw proces recycleert waardevolle zeldzame aardmetalen uit oude elektronica

Nieuw proces recycleert waardevolle zeldzame aardmetalen uit oude elektronica

Anonim

door Ames Laboratory

Image

Wetenschappers van het Critical Materials Institute hebben een herstelproces in twee stappen ontwikkeld dat het recyclen van zeldzame aardmetalen eenvoudiger en goedkoper maakt.

Zeldzame aardmetalen zijn waardevolle ingrediënten in verschillende moderne technologieën en worden aangetroffen in mobiele telefoons, harde schijven in computers en andere consumentenelektronica, die vaak worden weggegooid voor nieuwere en actuelere versies.

Volgens het Environmental Protection Agency hebben Amerikaanse consumenten in 2012 3, 4 miljoen ton elektronisch afval weggegooid. De voortdurend stijgende wereldwijde vraag naar nieuwe consumentenelektronica stimuleert op zijn beurt de vraag naar zeldzame aardmetalen, die moeilijk en duur zijn om te mijnen.

Maar het recyclen van zeldzame aarden is niet noodzakelijk eenvoudiger.

"Het recyclen van zeldzame aardmetalen uit consumentenafval is problematisch, en er zijn meerdere obstakels in de hele keten, van productie tot verzamelinfrastructuur tot sorteren en verwerken, " zei CMI-wetenschapper Ryan Ott. "We kijken naar manieren om de verwerking deel van die ketting te maken - het verwijderen van de zeldzame aarden uit schrootmagneetmateriaal - beter."

Voortbouwend op eerder onderzoek in het Ames-laboratorium, hebben Ott en zijn onderzoeksgroep een tweetraps extractieproces voor vloeibaar metaal ontwikkeld dat verschillen tussen de oplosbaarheidseigenschappen van verschillende elementen gebruikt om zeldzame aardmetalen te scheiden.

"Magnesium heeft een goede oplosbaarheid met zeldzame aarden, vooral met neodymium, en slechte oplosbaarheid met de andere componenten van magneten, zoals ijzer en boor, " zei Ott.

Bij de vloeibare extractiemethode die CMI heeft ontwikkeld, worden schrootmetalen gesmolten met magnesium. De lichtere atoomgewicht zeldzame aarden zoals neodymium binden zich met het magnesium en laten het ijzerschroot en andere materialen achter. Vervolgens worden de zeldzame aarden uit het magnesium gewonnen door vacuümdestillatie.

In de tweede stap wordt een ander materiaal gebruikt om te binden met en extraheren de zwaardere atoomgewicht zeldzame aarden, zoals dysprosium.

Het vinden van de beste manier om de tweede stap te doen was de belangrijke doorbraak, zei Ott.

"Extractie van de zwaardere zeldzame aardmetalen was altijd de moeilijkheid van dit proces, en die materialen zijn het waardevolst. Dus een manier vinden om dat met succes te doen, was de sleutel om het economisch rendabeler te maken als grootschalige recyclingmethode."

Het ontwikkelen van economische recyclingmethoden om afval van zeldzame aardmetalen te verminderen - die cruciaal zijn voor schone energietechnologieën zoals elektrische voertuigen, windturbines en energiezuinige verlichting - zal het concurrentievermogen van de VS en de energiezekerheid vergroten.

Neem voor informatie over de licentie van deze technologie contact op met Craig Forney van Iowa State University's Office of Intellectual Property and Technology Transfer, 515-294-9513,

Het Critical Materials Institute is een Department of Energy Innovation Hub onder leiding van het Ames Laboratory van het Amerikaanse Department of Energy. CMI zoekt naar manieren om de afhankelijkheid van zeldzame aardmetalen en andere materialen die van cruciaal belang zijn voor het succes van schone energietechnologieën te elimineren en te verminderen.

Ames Laboratory is een nationaal laboratorium van het Amerikaanse ministerie van Energie Office of Science, beheerd door Iowa State University. Ames Laboratory creëert innovatieve materialen, technologieën en energieoplossingen. We gebruiken onze expertise, unieke mogelijkheden en interdisciplinaire samenwerkingen om wereldwijde problemen op te lossen.

Ames Laboratory wordt ondersteund door het Office of Science van het Amerikaanse ministerie van Energie. Het Office of Science is de grootste voorstander van fundamenteel onderzoek in de natuurwetenschappen in de Verenigde Staten en werkt aan enkele van de meest dringende uitdagingen van onze tijd. Ga voor meer informatie naar science.energy.gov.