磁石やその他の材料からの希土類リサイクル

毎年、主要なブランドは、素晴らしいファンファーレ、なめらかにデザインされたコマーシャル、派手な機能のキュレーションリストを伴う、新しい電子製品の新しいモデルを世界にリリースしています。これらは、以前のすべての携帯電話が突然使用できないか、少なくとも時代遅れになったように見えました。この現象を悪化させることは、[計画された陳腐化]と呼ばれる慣行です。これは、テクノロジー企業が製品の寿命を人為的に短縮するために使用する戦略であり、新製品がより多くの販売を得ることができます。

計画された陳腐化には、多くのテクニックが含まれる可能性があります。古いバージョンがまだ機能していたとしても、製品の修理を困難にしたり、簡単に損傷したり、単に新しいバージョンに置き換えることができます[1] 。このプロセスは消費者に害を及ぼすだけでなく、人々と環境にも害を及ぼします。ただし、新しいリサイクル技術は解決策を提供する可能性があり、これらの技術は研究に値します。

2012年には、Consumer Electronicsからの小売収益は2,640億ドルでしたが、2021年には4,610億ドルに達すると予測されており、約75％増加しています。そして、需要は、今後の10年間で減速する兆候を示していません[2]。パーソナルエレクトロニクスの需要は過去10年間で増加しました。そして、需要は、今後の10年間で減速する兆候を示していません[2]。

この需要の増加により、これらのデバイスの重要なコンポーネントを形成する希土類要素の需要が増加します。たとえば、Yttrium、Europium、Terbiumなどの要素は、リンであるため、スマートフォン画面で使用されています。つまり、彼らは光を放出します。

これらおよび他の希土類元素はスマートフォン機能に不可欠ですが、鉱石を採掘することは人間の健康に悪影響を及ぼします。これらの要素は、放射性と発がん物質であるトリウムと密接に接触することが多いためです。さらに、採掘が不十分に規制されている場所では、大量の廃棄物が重金属や酸などの危険な化学物質を漏らす廃水池を生成すると、地下水が汚染される可能性があります。採掘によって引き起こされる廃棄物と環境の破壊は、汚染、侵食、酸性化につながる可能性があり、廃棄物の多くは放射性であり、損傷にさらに寄与しています[3]。

この問題の解決策の1つは、希土類のリサイクルであり、この分野では大きな進歩があります。たとえば、Oak Ridge National Laboratoryの研究者は、1段階でバッテリーから希土類金属を回収する方法を開発しました。このプロセスでは、膜補助層が液体膜層と交互になる膜支援溶媒抽出を使用します。次に、濃度勾配などの駆動力は、他の粒子を除外しながら、特定の粒子を液体膜に押し込み、それによって初期物質の成分を分離します。この手法を希土類元素の磁石から分離することに適用することは、以前に時間がかかり、費用のかかるプロセスを比較的単純な技術に変えるため、特に効果的であり、新しい鉱石の採掘よりも安価である可能性があります[4]。

磁石には、希土類元素の約33％が含まれており、リサイクル技術の投資収益率が大きくなります。したがって、希土類元素の回復技術は、主に磁石に集中しています。ただし、リサイクルに向けてさらに作業を行う必要があります。磁石とは別に、異なる希土類元素は、携帯電話の画面にあるエレクトロニクス用の他の部分の他の部分で発生します。これらの他のコンポーネントから希土類元素を抽出するための技術に関する研究が必要です。この研究分野は、それに向けたより多くのリソースを必要とする重要な分野です。古い携帯電話から回収できる要素が多いほど、新しい携帯電話を生産する環境コストは低くなります。

継続的な研究を通じて、古い機器と材料のリサイクル戦略をますます開発することができます。この分野の進捗状況と将来の研究により、おそらく技術会議でリリースされた次のスマートフォンは、結局のところそれほど新しいものではありません。その基本的なコンポーネントは、過去の[時代遅れのデバイスから復元される場合があります。

参照：

[1] Hadhazy、Adam。 [ここには、テクノロジーの「計画された陳腐化」についての真実があります。」BBC Future、BBC、12

2016年6月、www.bbc.com/future/article/20160612-heres-the-truth-about-the-planed-obsolescence-of-tech。

[2]ベイルシェリー、ライオネル。 [米国のコンシューマエレクトロニクス産業小売自由2012-2021。 "2021年1月22日、

www.statista.com/statistics/641924/us-consumer-electronics-technology-retail-market-size/。

[3]アイブス、マイク。 [鉱業のブーム希土類のブームは、有毒なリスクを取り入れるポーズをとります。」イェール環境360、28

2013年1月、e360.yale.edu/features/boom_in_mining_rare_earths_poses_mounting_toxic_risks。

[4] Deshmane、Vishwanath G et al。 [幅広い範囲からの希土類元素の選択的回復

膜溶媒抽出のE-waste and Processスケーラビリティ。」環境科学技術、 Vol。54、2019 12月17日、DOI：10.1021/Acs.est.9B05695。