希土類元素は、現代の技術で使用するために不可欠であり、ほとんどの電子製品の主要なコンポーネントです。 希土類元素の重要性にもかかわらず、最終製品から回収されるのは約 1% にすぎず、残りは廃棄物に変換されます。
効率的な希土類元素回収プロセスの開発には、最近の課題がありました。 この記事では、希土類元素を回収するさまざまな方法について説明し、永久磁石を作るために廃棄物から希土類元素を回収できることを示します。
希土類元素の応用:
希土類金属としても知られる希土類元素は、17 の異なる元素のグループであり、それぞれが特徴的に類似した物理的特性を持っています: 銀白色の柔らかい重金属です。 スカンジウムとイットリウムも、ほとんどのランタニドと同じ鉱床で発見され、同様の化学的性質を示すため、希土類元素ですが、電子的および磁気的に異なります。 各希土類元素にはさまざまな用途と用途があります。
それらのアプリケーションの一部を次に示します。
1. スカンジウム合金は、航空宇宙部品や石油精製所の放射性ヒート トレーサーの製造に使用されます。
2. イットリウムは、カメラ レンズおよび屈折望遠鏡レンズの製造に使用されます。
3. プロメチウムは自動車のバッテリーの製造に使用されます。
4. サマリウムは、原子炉のレーザー、中性子捕獲、および制御棒の製造に使用されます。
5. 希土類元素のその他の用途には、ハードディスク ドライブ、磁石、X 線装置、メタル ハライド ランプ、光ファイバー技術、LED 電球などの製造が含まれます。
希土類元素を含む可能性のある廃棄物
希土類元素は、さまざまな技術的用途での使用が増加しているため、環境にリスクをもたらす新たな汚染物質です。 E-waste は、希土類元素汚染の重大な原因であり続けています。 これは、e-waste に高濃度の希土類元素が含まれているためです。希土類元素は安全でない方法で廃棄されることが多く、環境に有害です。
希土類元素のリサイクル:
希土類金属は、永久磁石、電気自動車、スマートフォンなどのさまざまな消費財に含まれる非常に重要な成分です。希土類金属は混合物として鉱石に自然に存在するため、使用前に精製する必要があります。 希土類元素は採掘に費用がかかるため、材料に加工された希土類元素をリサイクルする方が安価です。 再利用できるにもかかわらず、希土類含有製品は 1 回しか使用されずに廃棄されます。 希土類元素のリサイクルは、製造業者に希土類金属の安定した供給を提供すると同時に、廃棄物とそれが生み出す重大な環境負荷を削減します。 E-waste は希土類元素の主要な供給源です。
最近のリサイクル技術の進歩により、これらの材料から希土類元素を抽出することがより実現可能になりました。 たとえば、日本では稼働中のリサイクル工場がいくつかあり、推定 300,{1}} トンの希土類金属が未使用の電子機器に保管されています。000 また、フランスでは、中古の蛍光灯や電池、磁石などから年間200トンのレアアースを生産する工場を2つ建設する取り組みが進められています。 さらに、石炭と副産物は、約 5,000 万トンの希土類元素を生成すると推定される希土類元素を含む重要な元素の潜在的な供給源です。
希土類元素の回収方法：
REE 回収のための効果的かつ経済的な戦略の開発は、商品価格、堆積物のサイズ、処分コスト、潜在的な危険性など、さまざまな要因に依存します。
ほとんどの先進国で廃電子機器から希土類元素を回収する方法は次のとおりです。
1. ガジェットを切り刻んで粉末状に粉砕し、そこから基本成分である希土類元素を抽出します。
2. 乾式冶金法では、要素を非常に高温に加熱することによって電子廃棄物を分離します。 この方法には多くのエネルギーが必要です。
3. 液液抽出は、今日使用されているもう 1 つの一般的な方法です。 この方法では、廃棄物を強酸で溶解し、さまざまな溶媒を使用して希土類を抽出します。
リサイクルされた希土類元素の使用:
リサイクルされた希土類元素の使用が増加しています。 ほとんどの希土類元素は、触媒や磁石の製造に使用されます。 希土類元素は、高性能の磁石、合金、ガラス、および電子機器の製造において重要です。
の製法希土類磁石:
リサイクルされた希土類元素は、希土類磁石の製造に使用できます。 希土類磁石は、希土類元素の合金でできた強力な永久磁石です。 それらは最強の永久磁石であり、他のタイプの磁石よりも強い磁場を生成します。
ネオジム磁石などの希土類磁石は、主に粉末冶金法で製造されています。 この方法では、適切な組成物を微粉末に粉砕し、圧縮し、「液相焼結」によって加熱して高密度化を誘導します。 フェライト、サマリウムコバルト（SmCo）、ネオジム鉄ホウ素磁石などの永久磁石は、この方法で作られています。 結論として、廃棄物から回収された希土類元素は、永久磁石の製造に使用できます。