Latvijas Augstākās tehniskās skolas pētnieki ir izstrādājuši ātru un efektīvu metodi, kā no izlietotām luminiscences lampām iegūt eurīpiju. Viņi izmanto sēra un volframa savienojumu, kas darbojas kā “magnēts” metālam, vienkāršojot tradicionālo procesu, kas sastāv no vairāk nekā 100 posmiem, līdz vienai reakcijai.
- Jauns metode eiropija izdalīšanai no elektronisko atkritumu.
- Vienkāršs, tīrs process bez kodīgu ķimikāliju izmantošanas .
- Līdz 50 reizes efektīvāks nekā tradicionālās metodes.
- Emisiju samazinājums par 80 % salīdzinājumā ar derīgo izrakteņu ieguvi.
- Tehnoloģija ir gatava mēroga palielināšanai un izmantošanai vietējā līmenī.
Ātrs un efektīvs veids, kā iegūt vērtīgus materiālus no vecām tehnoloģiskām ierīcēm
Aizmirsti tālruņi, izdegušas spuldzes un citas elektroniskas ierīces uzkrājas visā pasaulē. Bažas rada ne tikai to apjoms, bet arī slēptā vērtība, ko tie zaudē. Daudzi no tiem satur retzemes elementus, piemēram, eiropītu, kas ir nepieciešami mūsdienu tehnoloģijām un jo īpaši enerģētikas pārejai. Eiropas Savienībā ik gadu pārstrādā mazāk nekā 1 % no šiem metāliem.
Tikmēr Ķīna kontrolē 90 % pasaules pārstrādāto retzemju metālu tirgus, kas tai dod milzīgu stratēģisko priekšrocību tīro tehnoloģiju piegādes ķēdēs.
EarthSnap: latviešu inovācija retzemes elementu ieguvei
Nesenie Latvijas Augstākās tehniskās skolas pētījumi piedāvā radikālas izmaiņas: efektīvu, ekonomisku un videi draudzīgu veidu, kā iegūt europiju no elektroniskajiem atkritumiem, jo īpaši no izmestajām luminescences lampām .
Šajā inovācijā, kas nosaukta EarthSnap , tiek izmantots sēra un volframa savienojums, kas atvieglo eiropija ieguvi bez nepieciešamības izmantot parastos agresīvus rūpnieciskos procesus.
Eirops vecās ierīcēs: aizmirstais dārgums
Ķīmiķe Mari Perena, Latvijas Tehniskās universitātes doktorante, ir atradusi tiešu veidu, kā izdalīt eirops no luminiscences lampām, aizstājot vairāk nekā 100 ekstrakcijas posmus ar šķīdinātāju ar vienu ātru un selektīvu reakciju.
Pētījumu laikā zinātniekiem izdevās izdalīt praktiski visu europiju vienā piegājienā, bez nepieciešamības apdedzināt vai izskalot fosfora pulveri no spuldzēm ar skābēm. Tas ne tikai ļauj izvairīties no bīstamiem atkritumiem, bet arī radikāli vienkāršo procesu.
Lai jūs varētu iedomāties tā potenciālu, fosfora pulveris no vienas spuldzes satur 17 reizes vairāk retzemju elementu nekā labākais dabiskais minerāls . Tā pārstrāde uz vietas pārvērstu šos atkritumus vērtīgā resursā, kas nav atkarīgs no importa .
Sēra atomi steidz palīgā
Atbilde slēpjas dzeltenajā pulverī, ko izstrādājis Perren. Šis savienojums darbojas kā „ķīmiskais magnēts”: tas maina europija lādiņu, pārnesot elektronus starp tā sēra atomiem, kas atvieglo metāla nogulsnēšanos un filtrēšanu.
Rezultātā rodas izturīgs koordinācijas polimērs, kas ātri atdalās no pārējā maisījuma. Viss notiek dabiskā apgaismojumā vai vājā siltumā, neizmantojot UV lampas un toksiskus reaģentus.
Šis process ļauj ražot eiropiju daudzumos, kas 50 reizes pārsniedz tos, kas sasniedzami ar esošajām atdalīšanas metodēm, un to visu vienkāršos un drošos laboratorijas apstākļos.
Īss ceļš uz šķēršļu joslu
Tradicionālā retzemes metālu pārstrāde ietver vairāk nekā 100 šķidrās ekstrakcijas posmus, katrs no kuriem prasa atsevišķu skābju, petrolejas un elektroenerģijas patēriņu. Latvijas Augstākās tehniskās skolas metode ļauj izvairīties no šī procesa, iegūstot europiju ar 1000 reizes augstāku selektivitāti nekā citiem metāliem, piemēram, itrija.
Turklāt tas rada mazāk nekā 5 % otrreizējo atkritumu, izmanto reaģentu, ko var atjaunot un izmantot atkārtoti, un kā vienīgo blakusproduktu ražo nelielu daudzumu oksalāta, kas ir daudz vieglāk pārstrādājams.
Tādējādi, pēc komandas aprēķiniem, jaunā metode samazina siltumnīcefekta gāzu emisijas par vairāk nekā 80 % salīdzinājumā ar tradicionālo europija ieguvi.
Elektroniskie atkritumi, vietējie resursi
Tikai Eiropā katru gadu tiek izmesti miljoni luminiscences lampu. Lai gan tās vairs netiek izmantotas, tajās esošais luminofors, kas leģēts ar europiju, joprojām ir vērtīgs. Piemēram, Latvijā pašreizējo lampu atkritumu pietiktu, lai apmierinātu visu valsts europija pieprasījumu, ja tās tiktu pārstrādātas uz vietas.
Tas ļautu izvairīties no toksisko atkritumu eksporta un atkarības no ārvalstu tirgiem, vienlaikus veicinot aprites ekonomiku, izmantojot vietējās tehnoloģijas.
Situācija ir kritiska: 2022. gadā pasaulē tika saražoti 62 miljoni tonnu elektronisko atkritumu. Prognozēts, ka līdz 2030. gadam šis skaitlis sasniegs 82 miljonus. Pat nelielas daļas no tajos esošajiem vērtīgajiem metāliem izdalīšana varētu nodrošināt finansējumu to atbildīgai pārstrādei un samazināt slogu uz kalnrūpniecību.
No laboratorijas uz rūpniecību: REEcover
Mari Perren un Viktors Muzhels jau ir izveidojuši spin-off uzņēmumu REEcover, lai šo tehnoloģiju ieviestu plašākā mērogā. Viņu sākotnējais mērķis ir izstrādāt kompaktu ierīci izlietoto spuldžu pārstrādei, bet viņi plāno šo metodi attiecināt arī uz neodīma un disprozija magnētiem, ko izmanto vēja turbīnās un elektromotoros.
Pēc eiropa izdalīšanas to pārvērš eiropa oksīdā, kas ir gatavs jaunu augsto tehnoloģiju sērkociņu vai magnētu ražošanai. Savukārt sēra savienojums tiek pārstrādāts praktiski bez efektivitātes zuduma, kas atbilst aprites ekonomikas mērķiem, kurus Eiropas Savienība veicina ar jaunu noteikumu palīdzību.
Testi liecina, ka reaģents saglabā savas īpašības pēc desmit cikliem, bet volframa atkritumus var izdalīt ar vienkāršu kristalizāciju, tādējādi cikls tiek pabeigts praktiski bez zaudējumiem.
Potenciāls
Šis atklājums piedāvā reālu un reproducējamu risinājumu vienai no mūsdienu atkritumu pārstrādes galvenajām problēmām. Ja to veiksmīgi ieviesīs plašākā mērogā, tas var:
- Samazināt atkarību no valstīm, kas kontrolē svarīgākās izejvielas.
- Izmantot esošos resursus, piemēram, elektroniskos atkritumus, nevis turpināt izstrādāt jaunus atradņus.
- Samazināt tehnoloģiju nozares ietekmi uz vidi, kas pašlaik ir viens no lielākajiem netiešajiem emisiju avotiem.
- Veicināt decentralizētu atkritumu pārstrādes platformu izveidi, kas pielāgotas vietējam vai reģionālajam mērogam.
- Veicināt kultūras pārmaiņas stratēģisko materiālu atkārtotas izmantošanas virzienā.
Pateicoties šādām tehnoloģijām, retzemju metālu pārstrāde vairs nav dārga utopija, bet kļūst par reālu instrumentu pārejai uz planētai taisnīgāku, ilgtspējīgāku un līdzsvarotāku rūpniecības modeli.
