روش های نوآورانه برای استخراج مواد معدنی بحرانی از زباله های الکترونیکی

پیشرفته هیدرو متالورژیی: Greener Solvents و انتخاب استخراج

فرایندهای هیدرو متالورژی نوآورانه جایگزین اسیدهای معدنی تهاجمی با اسیدهای آلی (سیریک، اگزالیک) و حلال های عمیق اتکتیک (DES) می شوند که این مواد معدنی تجزیه و تحلیل می شوند، و می توانند چندین بار بازسازی شوند، مانند استخراج حلال، تبادل یون، و بارش انتخابی در توالی برای جدا کردن راه حل های حیاتی از مواد معدنی، برای مثال غیر طبیعی، استفاده از مواد اولیه، از مواد معدنی، به عنوان مثال، کاهش می شود.

بررسی موردی: لیتیوم- ایون بازیافت باتری

بازیافت هیدرو متالورژییک حلقه بسته از باتری های لیتیوم-یون در حال حاضر بهبود می یابد (98٪ از لیتیوم به عنوان کربنات لیتیوم و > 95٪ از کبالت به عنوان سولفات کبالت. این فرایند شامل leaching با اسید گوگردی رقیق و هیدروژن پراکسید است، پس از آن توسط نوآوری های بارش باران قرمز کنترل pH شامل استفاده از leaching اولتراسوند به کمک برای کاهش زمان واکنش توسط 60٪ و استفاده از اسیدهای غشایی مانند شرکت های جریان آزاد (Furglwood) و مواد تجاری مانند بازسازی این گیاهان آبریزی.

پیرلیز و تبدیل Thermochemical

پیرلیز شامل گرم کردن زباله های الکترونیکی در محیط بدون اکسیژن برای تجزیه اجزای آلی (پلاستیک ها، رزین ها) به گازهای قابل احتراق و روغن ها، ترک یک بقایای جامد غنی در فلزات و شیشه است. char فلز غنی می تواند پس از آن تحت پردازش فلزی معمولی فلش-700 تمرکز اخیر بر کنترل نرخ های شیب دما و زمان اقامت برای به حداکثر رساندن فلز در حالی که جلوگیری از تشکیل ثانویه آلومینیوم چاپ شده است.

توسعه دهنده Pyrolysis-Gasification

برخی از امکانات ترکیبی از pyrolysis با گاز زدایی برای تبدیل گازهای هیدروکربنی به syngas، که می تواند برای تولید گرما یا برق استفاده شود، این باعث می شود که بهره وری کلی انرژی در مقایسه با موسسات تحقیقاتی مستقل در اتحادیه اروپا افزایش یابد، ثابت کرده است که اضافه کردن یک اصلاح کننده کاتالیزور (استفاده از کاتالیزورهای مبتنی بر نیکل) محتوای تار در syngasng به £ 50 / تخلیه سوخت مایع در روند 10، نصب های اکسیژن غیر فعال در ژاپن، کاهش می یابد.

استخراج الکتروشیمیایی و مایع Ionic

روش های الکتروشیمیایی یک تفاوت بالقوه در الکترودهایی که در یک راه حل هدایتی که حاوی یون های فلزی حل شده است، اعمال می کنند، با کنترل ولتاژ، فلزات خاص را می توان به طور انتخابی در کاتهود رسوب کرد.این تکنیک به ویژه برای بازیابی طلا، نقره و مس از لوسات الکترونیکی کار می کند. نوآوری های اخیر استفاده از پیکربندی سلول های سه الکترونی و پالس فعلی برای بهبود رسوب و پاک سازی یکنواخت - می تواند به عنوان یک اتاق مایع، به عنوان صرفه باشد.

انتخاب نقدینگی Ionic Liquid Selectionivity

مایعات هیدروفوبیک، مانند مایعات مبتنی بر imidazolium، می توانند فلزات گروه طلا و پلاتین را از محلول های اسیدی رقیق با نسبت توزیع بیش از 99٪ استخراج فلزات مس یا استفاده از جریان معکوس استخراج کنند.این حلالها می توانند برای صدها چرخه بدون عملکرد بازیافت شوند.یک کارخانه در فرآیندهای آلمان 100 کیلوگرم / 80 روزه از استخراج طلا پایدار (Ixpox) و بازیابی پالو پالواکسین بازیافت شوند.

مزایای زیست محیطی و اقتصادی استخراج نوآورانه

• رد پای کربن: Bioleaching 60 تا 80 درصد کمتر CO2 در هر کیلوگرم فلز بازیافت در مقایسه با pyrometallurgy منتشر می کند.
• مصرف آب کم: سیستم های هیدرو متالورژیی حلقه بسته 90٪ آب فرایند را بازیافت می کنند؛ فرآیندهای مایع ایونیک از هیچ آب استفاده نمی کنند.
• کاهش ضایعات سمی؛ ذوب سنتی تولید می کند آتش و گرد و غبار آنفولانزا که نیاز به دفع زباله های خطرناک؛ روش های نوآورانه ایجاد می کند باقی مانده های بی نظیر مناسب برای ساخت و ساز جمع آوری.
• انعطاف پذیری زنجیره ای به طور منظم: بازیابی داخلی مواد معدنی حیاتی از زباله های الکترونیکی کاهش وابستگی به واردات از مناطق ژئوپولیتیک ناپایدار.
• ارزش اقتصادی: بازار بازیافت زباله های الکترونیکی جهانی پیش بینی می شود تا سال 2030 بیش از 50 میلیارد دلار، با بهبود بالا از فلزات گرانبها رانندگی سود برای پذیرش اولیه.

مقیاس بالا: چالش ها و مسیرهای آینده

علی رغم قابلیت اثبات شده فنی، روش های استخراج مواد معدنی نوآورانه با موانع متعددی مواجه است.هزینه های سرمایه برای راکتورهای بی سیم و سیستم های بازیابی مایع آیونیک در مقایسه با چارچوب های تنظیم کننده معمولی در بسیاری از کشورها هنوز هم طبقه بندی می شود ضایعات الکترونیکی به عنوان خطرناک، اضافه کردن بار انطباق و تدارکات پیش پردازش - تجزیه و تحلیل، تجزیه و تحلیل، تجزیه و تحلیل، تجزیه و تحلیل، - باید فرآیندهای تغذیه سازگار برای این فرآیندهای تامین مداوم برای این مواد غذایی بهبود یابد.

اتوماسیون و ادغام AI

مدل های یادگیری ماشین در حال حاضر شرایط مناسب برای تشخیص (درجه حرارت، تمرکز مجدد، فعالیت میکروبی) را در زمان واقعی پیش بینی می کنند، کاهش تنوع دسته ای.چیک با استفاده از تصویربرداری hyperspectral می تواند اجزای درجه بالا را قبل از پردازش شیمیایی، افزایش نرخ بهبودی کلی تا 15-20٪. برنامه افق اتحادیه اروپا 2020 یک کنسرسیوم برای نشان دادن زباله های بازیافت کامل الکترونیکی با سرعت کلی بازیافت مواد شیمیایی و هدف قرار دادن ماژول های بازیابی شیمیایی، بودجه بندی شده توسط 2050.

سیاست و رانندگان بازار

قانون مواد معدنی مهم اروپا (2023) تصریح می کند که 25 درصد از مصرف سالانه اروپا از مواد معدنی استراتژیک تا سال 2030 از بازیافت سرچشمه می گیرد. مقررات مشابه در ژاپن و کره جنوبی صنعت را به سمت استفاده از این روش های تولید کننده نوآورانه (به عنوان مثال، دستورالعمل WEEE) در حال گسترش برای پوشش تمام دستگاه های الکترونیکی، اطمینان از جریان مداوم زباله های الکترونیکی به بازیافت است [به طور پیش فرض] از این مقیاس های حیاتی (W.

نتیجه گیری: به سوی یک اقتصاد مدور برای مواد معدنی بحرانی

انتقال از استخراج معمولی و انرژی به روش های بیولوژیکی، شیمیایی و الکتروشیمیایی نوآورانه، یک تغییر اساسی در بازیافت زباله های الکترونیکی است. Bioleaching، هیدرو متالورژی پیشرفته، pyrolysis و فناوری های مایع ionic هر ارائه می دهد مزایای منحصر به فرد در بازیابی کبالت، لیتیوم، زمین های نادر و فلزات گرانبها در حالی که به حداقل رساندن آسیب های زیست محیطی مداوم برای بهبود اتوماسیون، نیاز به کاهش هزینه های پردازش مواد غذایی، و کاهش ارزش های حیاتی، و کاهش هزینه های توسعه از طریق توسعه ابزار نهایی، و کاهش هزینه های توسعه پایدار، و کاهش هزینه های توسعه پایدار، و کاهش هزینه های توسعه ارزش های توسعه پایدار، و کاهش هزینه های مربوط به منظور تبدیل از طریق استفاده از ابزار نهایی منابع مالی.