Unsur-unsur bumi yang jarang berlaku adalah penting untuk digunakan dalam teknologi moden dan merupakan komponen utama dalam kebanyakan produk elektronik. Walaupun kepentingan unsur-unsur bumi yang jarang berlaku, hanya kira-kira 1% daripada mereka yang dipulihkan dari produk akhir, dan selebihnya ditukar menjadi sisa.
Terdapat cabaran baru-baru ini dalam membangunkan proses pemulihan unsur nadir bumi yang cekap. Artikel ini akan membincangkan kaedah yang berbeza untuk memulihkan unsur-unsur bumi yang jarang berlaku dan menunjukkan bahawa adalah mungkin untuk memulihkan unsur-unsur bumi yang jarang berlaku dari sisa untuk membuat magnet kekal.
Penggunaan unsur-unsur bumi yang jarang berlaku:
Unsur-unsur bumi yang jarang berlaku, juga dikenali sebagai logam bumi yang jarang berlaku, adalah sekumpulan 17 elemen yang berbeza, masing-masing dengan ciri fizikal yang sama: logam berat lembut putih keperakan. Scandium dan yttrium juga merupakan unsur-unsur bumi yang jarang berlaku kerana ia terdapat dalam deposit yang sama seperti kebanyakan lanthanides dan mempamerkan sifat kimia yang sama, tetapi berbeza secara elektronik dan magnet. Setiap elemen bumi yang jarang berlaku mempunyai pelbagai aplikasi dan kegunaan.
Berikut adalah beberapa aplikasi mereka:
1. Aloi Scandium digunakan dalam pembuatan komponen aeroangkasa dan pengesan haba radioaktif di kilang minyak.
2. Yttrium digunakan dalam pembuatan kanta kamera dan kanta teleskop refracting.
3. Promethium digunakan untuk membuat bateri kereta.
4. Samarium digunakan dalam pembuatan laser, penangkapan neutron, dan rod kawalan dalam reaktor nuklear.
5. Aplikasi lain unsur-unsur bumi yang jarang berlaku termasuk pembuatan pemacu cakera keras, magnet, mesin X-ray, lampu halida logam, teknologi gentian optik, mentol lampu LED, dll.
Sisa yang mungkin mengandungi unsur-unsur bumi yang jarang berlaku
Unsur-unsur bumi yang jarang berlaku adalah bahan pencemar yang muncul yang menimbulkan risiko kepada alam sekitar kerana penggunaannya yang semakin meningkat dalam aplikasi teknologi yang berbeza. E-waste kekal sebagai sumber penting pencemaran unsur bumi yang jarang berlaku. Ini kerana e-waste mengandungi kepekatan tinggi unsur-unsur bumi yang jarang berlaku, yang sering dilupuskan dengan cara yang tidak selamat dan berbahaya kepada alam sekitar.
Kitar semula unsur-unsur bumi yang jarang berlaku:
Logam nadir bumi adalah komponen yang sangat kritikal yang terdapat dalam produk pengguna yang berbeza seperti magnet kekal, kenderaan elektrik, telefon pintar, dll. Ia berlaku secara semulajadi dalam bijih sebagai campuran dan mesti disucikan sebelum digunakan. Unsur-unsur bumi yang jarang berlaku mahal untuk dilombong, jadi lebih murah untuk mengitar semula unsur-unsur bumi yang jarang berlaku yang telah diproses menjadi bahan. Walaupun keupayaan mereka untuk digunakan semula, produk yang mengandungi nadir bumi hanya digunakan sekali dan dibuang. Kitar semula unsur-unsur bumi yang jarang berlaku akan menyediakan pengeluar dengan bekalan logam nadir bumi yang mantap sambil mengurangkan sisa dan beban alam sekitar yang ketara yang diciptanya. E-waste adalah sumber utama unsur-unsur bumi yang jarang berlaku.
Kemajuan baru-baru ini dalam teknologi kitar semula telah menjadikannya lebih layak untuk mengekstrak unsur-unsur bumi yang jarang berlaku dari bahan-bahan ini. Sebagai contoh, Jepun mempunyai beberapa kilang kitar semula yang beroperasi, dan dianggarkan 300,000 tan logam nadir bumi disimpan dalam elektronik yang tidak digunakan. Juga, di Perancis, usaha sedang dijalankan untuk membina dua kilang yang akan menghasilkan 200 tan logam nadir bumi setahun dari lampu pendarfluor terpakai, bateri, dan magnet. Di samping itu, arang batu dan produk sampingan adalah sumber berpotensi unsur-unsur utama, termasuk unsur-unsur nadir bumi yang dianggarkan menghasilkan kira-kira 50 juta tan unsur-unsur nadir bumi.
Kaedah pemulihan unsur bumi yang jarang berlaku:
Membangunkan strategi yang berkesan dan ekonomik untuk pemulihan REE bergantung kepada faktor yang berbeza, termasuk harga komoditi, saiz deposit, kos pelupusan, dan potensi bahaya.
Kaedah untuk memulihkan unsur-unsur bumi yang jarang berlaku dari elektronik sisa di kebanyakan negara maju adalah:
1. Alat ini dicincang dan dikisar menjadi bentuk serbuk, dari mana komponen asas, unsur-unsur bumi yang jarang berlaku, diekstrak.
2. Kaedah Pyrometallurgical memisahkan sisa elektronik dengan elemen pemanasan kepada suhu yang sangat tinggi. Kaedah ini memerlukan banyak tenaga.
3. Pengekstrakan cecair-cecair adalah satu lagi kaedah biasa yang digunakan hari ini. Dalam kaedah ini, sisa dibubarkan dalam asid yang kuat dan kemudian nadir bumi diekstrak menggunakan pelbagai pelarut.
Kegunaan unsur bumi jarang dikitar semula:
Penggunaan unsur-unsur nadir bumi yang dikitar semula telah meningkat. Unsur bumi yang paling jarang digunakan dalam pengeluaran pemangkin dan magnet. Unsur-unsur bumi yang jarang berlaku adalah kritikal dalam pengeluaran magnet berprestasi tinggi, aloi, kaca, dan elektronik.
Kaedah pembuatan magnet bumi yang jarang berlaku:
Unsur-unsur bumi yang jarang dikitar semula boleh digunakan untuk membuat magnet bumi yang jarang berlaku.Magnet bumi yang jarang berlakuadalah magnet kekal yang kuat yang diperbuat daripada aloi unsur bumi yang jarang berlaku. Mereka adalah magnet kekal terkuat, menghasilkan medan magnet yang lebih kuat daripada jenis magnet lain.
Magnet bumi yang jarang berlaku seperti magnet neodymium terutamanya dihasilkan oleh proses metalurgi serbuk. Dalam kaedah ini, komposisi yang sesuai adalah pulverized kepada serbuk halus, dipadatkan, dan dipanaskan oleh "sintering fasa cecair" untuk mendorong densification. Magnet kekal seperti ferit, kobalt samarium (SmCo), dan magnet boron besi neodymium dibuat dengan cara ini. Kesimpulannya, unsur-unsur bumi yang jarang ditemui daripada sisa boleh digunakan untuk membuat magnet kekal.
