Elementos de terras raras são essenciais para uso em tecnologia moderna e são componentes-chave na maioria dos produtos eletrônicos. Apesar da importância dos elementos de terras raras, apenas cerca de 1% deles são recuperados do produto final, e o restante é convertido em resíduos.
Houve desafios recentes no desenvolvimento de processos eficientes de recuperação de elementos de terras raras. Este artigo discutirá diferentes métodos de recuperação de elementos de terras raras e mostrará que é possível recuperar elementos de terras raras de resíduos para fazer ímãs permanentes.
Aplicação de elementos de terras raras:
Elementos de terras raras, também conhecidos como metais de terras raras, são um grupo de 17 elementos diferentes, cada um com uma característica física caracteristicamente semelhante: metais pesados macios brancos prateados. O escândio e o ítrio também são elementos de terras raras porque são encontrados nos mesmos depósitos que a maioria dos lantanídeos e exibem propriedades químicas semelhantes, mas diferem eletronicamente e magneticamente. Cada elemento de terras raras tem várias aplicações e usos.
Aqui estão algumas de suas aplicações:
1. As ligas de escândio são usadas na fabricação de componentes aeroespaciais e traçadores de calor radioativos em refinarias de petróleo.
2. O ítrio é usado na fabricação de lentes de câmeras e lentes de telescópios refratores.
3. O promécio é usado para fazer baterias de carro.
4. O samário é usado na fabricação de lasers, captura de nêutrons e hastes de controle em reatores nucleares.
5. Outras aplicações de elementos de terras raras incluem a fabricação de discos rígidos, ímãs, máquinas de raios X, lâmpadas de iodetos metálicos, tecnologia de fibra óptica, lâmpadas LED, etc.
Resíduos que podem conter elementos de terras raras
Elementos de terras raras são poluentes emergentes que representam um risco ao meio ambiente devido ao seu uso crescente em diferentes aplicações tecnológicas. O lixo eletrônico continua sendo uma fonte significativa de poluição por elementos de terras raras. Isso ocorre porque o lixo eletrônico contém altas concentrações de elementos de terras raras, que muitas vezes são descartados de maneira insegura e prejudiciais ao meio ambiente.
Reciclagem de elementos de terras raras:
Os metais de terras raras são componentes muito críticos presentes em diferentes produtos de consumo, como ímãs permanentes, veículos elétricos, smartphones, etc. Ele ocorre naturalmente no minério como uma mistura e deve ser purificado antes do uso. Elementos de terras raras são caros para minerar, por isso é mais barato reciclar elementos de terras raras que foram processados em materiais. Apesar de sua capacidade de reutilização, os produtos contendo terras raras são usados apenas uma vez e descartados. A reciclagem de elementos de terras raras fornecerá aos fabricantes um suprimento constante de metais de terras raras, reduzindo o desperdício e a significativa carga ambiental que ele cria. O lixo eletrônico é uma importante fonte de elementos de terras raras.
Os avanços recentes na tecnologia de reciclagem tornaram mais viável a extração de elementos de terras raras desses materiais. Por exemplo, o Japão tem algumas usinas de reciclagem em operação e cerca de 300,000 toneladas de metais de terras raras são armazenadas em eletrônicos não utilizados. Além disso, na França, estão em andamento esforços para construir duas fábricas que produzirão 200 toneladas de metais de terras raras por ano a partir de lâmpadas fluorescentes de segunda mão, baterias e ímãs. Além disso, carvão e subprodutos são fontes potenciais de elementos-chave, incluindo elementos de terras raras estimados em cerca de 50 milhões de toneladas de elementos de terras raras.
Método de recuperação do elemento terra rara:
O desenvolvimento de uma estratégia eficaz e econômica para a recuperação de REE depende de diferentes fatores, incluindo preços de commodities, tamanho dos depósitos, custos de descarte e riscos potenciais.
Os métodos para recuperar elementos de terras raras de resíduos eletrônicos na maioria dos países desenvolvidos são:
1. O aparelho é picado e moído em pó, do qual são extraídos os componentes básicos, os elementos de terras raras.
2. Os métodos pirometalúrgicos separam o lixo eletrônico por meio de elementos de aquecimento a temperaturas muito altas. Este método requer muita energia.
3. A extração líquido-líquido é outro método comum em uso hoje. Nesse método, o resíduo é dissolvido em ácido forte e, em seguida, a terra rara é extraída usando uma variedade de solventes.
Usos de elementos de terras raras reciclados:
O uso de elementos de terras raras reciclados aumentou. A maioria dos elementos de terras raras são usados na produção de catalisadores e ímãs. Elementos de terras raras são críticos na produção de ímãs, ligas, vidro e eletrônicos de alto desempenho.
O método de fabricação deímã de terras raras:
Elementos de terras raras reciclados podem ser usados para fazer ímãs de terras raras. Ímãs de terras raras são ímãs permanentes fortes feitos de ligas de elementos de terras raras. Eles são os ímãs permanentes mais fortes, produzindo campos magnéticos mais fortes do que outros tipos de ímãs.
Ímãs de terras raras, como ímãs de neodímio, são fabricados principalmente pelo processo de metalurgia do pó. Neste método, uma composição adequada é pulverizada a um pó fino, compactada e aquecida por "sinterização em fase líquida" para induzir a densificação. Ímãs permanentes como ferrite, samário cobalto (SmCo) e ímãs de neodímio ferro boro são feitos dessa maneira. Em conclusão, elementos de terras raras recuperados de resíduos podem ser usados para fazer ímãs permanentes.