הגדלה צריכה לשיקום מינרלים קריטי בר קיימא

דור פסולת אלקטרוני גלובלי עלה על 57 מיליון טון מטרי בשנת 2023, עם פחות מ-20% שנאספו באופן רשמי ומחזר.זרם פסולת זה מכיל מינרלים קריטיים - כולל cobalt, ליתיום, אלמנטים נדירים של כדור הארץ, מתכות קבוצתיות, וגליום - שהם הכרחיים עבור סוללות, מגנטים, מוליכים למחצה, ותעשיות אנרגיה מתחדשת של משאבים ראשוניים אלה הוא אנרגיה, הרסני, וגיאופוליטית, וממוקדת, רק על ידי טכניקות אספקת אנרגיה מעגליות, אך ורק על ידי אנרגיה מעגלית, אך ורק על ידי אנרגיה מעגלית, אך ורק על ידי אנרגיה מעגלית, אנרגיה מתחדשת.

הפקה מסורתית לעומת Innovative Extraction: A Comparative Review

מחזור אלקטרוני waste מסתמך על נזלת מכנית ואחריו pyrometallurgical (smelting) או טיפולים הידרומטאורגיים. בעוד pyrometallurgy יכול להתמודד עם כרכים גדולים, זה דורש טמפרטורות גבוהות (>1200 מעלות צלזיוס) ומייצר slag כי לעתים קרובות לאבד מתכות לא מפרות.

אכזבות מפתח

  • יעילות:0 (Energyיעילות:FLT:1 bioleaching ו-ionic נוזלי לפעול בטמפרטורות ולחצים מסובכים; pyrolysis משתמשת בחום מתון (400-800 ° C) ללא חמצן.
  • (ב) ⁇ :0) , ⁇ : 1:1 , סוכנים כימיים ביולוגיים חדשים יכולים לכוון מתכות ספציפיות, להפחית את עלויות הטיהור הזרם.
  • (ב) הפחתה:0) הפחתה של כפל 1 (Sovent reuse) ועיצובים סגורים-loop ממזערים את הזיהום המשני.
  • (FLT:0) Recovery Rate: FLT:1 חידושים להשיג באופן עקבי > 90% התאוששות ליתיום, קובלט ונחושה מלוחי מעגלים מודפסים ופסולת סוללות.

Bioleaching: Harnessing Microorganisms for Metal Recovery

ביוליגרד מנצל את הפעילות המטבולית של חיידקים חומציים (למשל, FLT:0Acidithiobacillus ferrooxidanssuaFLT:1) ופטריות כדי לייעל מתכות מ- e-waste מוסקווה.מיקרואורגניזמים oxidize מתכת sulfides ולהפחית את פליטות מתכת, שחרור סטיות לפתרון זה יכול להיות איטי יותר אספקת דלק כימי.

מכניזם והתקדמות חדשה

שני מנגנונים עיקריים שולטים: מגע ביו-שינג (הצרף של חיידקים) ו- non-מגע (ממתכות תקיפה של סוכנים חמצון) החוקרים יש זנים מהונדסים גנטית של FLT:0Pseudomonas לשיםidaFLT:1 כדי לשפר את הסובלנות לריכוזי מתכת גבוהים, שיפור התשואות ממתקנים מורכבים של זהב.

יתרונות ומגבלות

  • (ב) [ה]השפעת הסביבה: [ה]: לא [ה] [ה] [ה]] אין [ההתאוששות] [ה] [ה]] [ה]]]] [ההתעלמות] [התעל] [ה], אלא ש[החיידקים] הם טבעיים וניתן ליישבו.
  • (FLT:0) מוסריות כלכלית: 1FLT: 1 עלויות תפעול הן 30–50% נמוך יותר מאשר נטיעת כימיקלים מסורתית לקצבי התאוששות דומים.
  • (ב) ויקרא: ויקרא י"א): "הזמן של תהליך יכול לנוע בין ימים לשבועיים; רגישות לריכוזי נחושת גבוהה דורשת טיפול מוקדם או זנים מותאמים.

(ב) לקריאה נוספת על מנגנונים ביו-leaching, ראה את הביקורת המקיפה ב-FLT:0) שימור מקורות ומחזוריות של 1:1 (ראה:2 מדע ראשי תיבות של ScienceDirectofLT 3:2).

הידרומטאורגיה מתקדמת: גרין סולסט ופלט סלקטיבי

תהליכים הידרומטריים חדשניים מחליפים חומצות מינרלים אגרסיביות עם חומצות אורגניות (מורכבות, oxalic) ופתרונות אקוטיים עמוקים (DES) אלה הם biodegradable, פחות קורוזי, וניתן לשחזר אותם מחדש מספר פעמים.שיטות כגון החילוץ, החלפת ion%, ומשקעים נבחרים מוחלים על מנת לבודד אדם קריטי מ- 902, תוך כדי מחסנים נדירים של מינרלים נדירים.

תגית: Lithium-Ion Battery Recycling

(החלל ה הידרומטרורגיאלי של סוללות ליתיום-יון עכשיו מחלים > 98% של ליתיום כפחמן טיטיום ו > 95% של cobalt כמו cobalt sulfate.התהליך כולל ניכוי עם חומצה גליונית dilute sulfuric מימן peroxide, ואחריו משקעים מבוקרים pH.

Pyrolysis ו- Thermochemical Conversion

Pyrolysis כרוך חימום e-waste בסביבה נטול חמצן כדי להיפטר מרכיבים אורגניים (פלסטיק, resins) לתוך גזים ושמנים, משאיר שאריות מוצק המועשר מתכות וזכוכית. כריז המתכת עשיר יכול לאחר מכן לעבור עיבוד מתכתי קונבנציונליים מסגסוגת נחושת.

אינטגרטיבית Pyrolysis-Gasification

כמה מתקנים משלבים pyrolysis עם גזי גז כדי להמיר גזי פחמן לתוך סינגס, אשר ניתן להשתמש עבור תהליך חום או ייצור חשמל.זה משפר את יעילות האנרגיה הכוללת ב-40% בהשוואה לעמידה של מוסדות מחקר באיחוד האירופי הוכיחו כי הוספת רפורמת קטליטית (באמצעות זרז מבוסס ניקל) מפחיתה את התוכן הטארי ב syngas ל <50 מ"ג / N3, עמידה של תהליכי שחרור של דלק נוזלי 10.

מטבוליזם אלקטרו-כימי ונוזלים איטוניים

שיטות אלקטרוכימיות ליישם הבדל פוטנציאלי על פני אלקטרודות שקועות בפתרון התנהגותי המכיל סטיות מתכת מבוזרות.על ידי שליטה במתח, מתכות ספציפיות ניתן להפקיד באופן סלקטיבי בקטואדה.טכניקה זו פועלת במיוחד עבור שחזור זהב, כסף, ונחושה ממרכיבים אלקטרוניים-waste. חידושים אחרונים להשתמש שלוש תצורה תאים אדפטים ופעימה זרם כדי לשפר את חדירות אחידות וטוהר I-אטים.

המונחים:

נוזלי הידרופובי, כגון אלה המבוססים על תותים של איידאזוליום, יכולים לחלץ מתכות קבוצתיות זהב ופלטינה מפתרונות חומציים דילוליים עם יחס הפצה מעל 99%.המתכות מסולקות על ידי שינוי ה- pH או יישום זרם הפוך.אלה פותרים ניתן למחזר מאות מחזורים ללא אובדן ביצועים. צמח טייס בגרמניה 100 ק"ג / יום של סמארטפונים בכימיה באמצעות חילוץ 99%, 000 של פחמן קיפול, 000 ו- 10.

יתרונות סביבתיים וכלכליים של מיצוי חדשנות

  • (FLT:0) ,Reduced Carboncio:FLT:1 Bioleaching פולט 60–80% פחות CO2 לקילוגרם של מתכת התאוששה בהשוואה ל pyrometallurgy.
  • (FLT:0) שימוש במים:0) שימוש במים: 1FLT:1 מערכות הידרומטרורגיות סגורות ממחזרות 90% ממים של תהליך; תהליכים נוזליים איטוניים אינם משתמשים כלל במים.
  • (FLT:0) פסולת רעילה משוחררת:FLT:1 , נזלת מסורתית מייצרת slag ואבק שפעת הדורשים סילוק פסולת מסוכן; שיטות חדשניות לייצר שאריות לא רצויות עבור צבירת בנייה.
  • (FLT:0) חוסן שרשרת של ספוגים: התחדשות מקומית של מינרלים קריטיים מ e-waste מפחיתה את התלות על יבוא מאזורים לא יציבים מבחינה גיאופוליטית.
  • ערך אטומי:0 (FLT:1) שוק מחזור אלקטרוני גלובלי צפוי לעלות על 50 מיליארד דולר עד 2030, עם התאוששות גבוהה של רווחיות נהיגה מתכות יקרות עבור מאמצים מוקדמים.

סקר: אתגרים וכיוונים עתידיים

למרות יכולת טכנית מוכחת, שיטות החילוץ של מינרלים חדשניים עומדים בפני מספר רב שלולים.העלויות עבור כורים ביו-leaching ומערכות התאוששות נוזלי Ionic נותרו גבוהות בהשוואה למסגרות smelters. Regulatory במדינות רבות עדיין סיווג שאריות אלקטרוניות כמו מסוכנים, הוספת נטלי ציות.אוסף ו- pre-מעבדהלוגיסטיקה - או פירוק, פירוק, רלוקמוס - ישפר את ההיצע לתהליכים מתקדמים לתהליכים אלה.

אוטומציה ושילוב בינה מלאכותית

מודלים של למידת מכונות עכשיו לחזות תנאים אופטימליים של ניתוק (temperature, ריכוז reagent, פעילות מיקרוביאלית) בזמן אמת, צמצום הזמינות אצווה.רובי מיון באמצעות הדמיה היפר-ספקטרום יכול להפריד רכיבים ברמה גבוהה לפני עיבוד כימי, הגדלת שיעורי ההתאוששות הכולל על ידי 15-20%.תוכנית Horizon 2020 של האיחוד האירופי מימן קונסורציום כדי להוכיח לחלוטין ewascy אוטומטית עם מחזור אלקטרו-כימיקלי עם מינרלים ממתכת אקספומבינציה ו-כימיקלית ב-952, התאוששות מלאה.

מדיניות ונהגי שוק

חוק החומרים של Raw הקריטיים האירופי (2023) קובע כי 25% מהצריכה השנתית של מינרלים אסטרטגיים יוחזרו ממחזור עד 2030.תקנות דומות ביפן ובדרום קוריאה דוחפות את התעשייה לקראת אימוץ שיטות חדשניות אלה.תוכנית אחריות מפיקה (למשל, ה-WeEE) מתרחבות כדי לכסות את כל המכשירים האלקטרוניים, ולהבטיח זרימה קבועה של e-waste למחזור מחדש של כלכלות גלובליות, ככל הנראה, מ-WFREFREFREF הקריטיות ל-Reducation) יהפכו ל-Reducation (מחדשהחלופה של אלקטרוניקה קריטית של 20: אלקטרוניקה של אלקטרוניקה של אלקטרוניקה).

מסקנה: לקראת כלכלה מעגלית עבור מינרלים קריטיים

המעבר ממיצוי קונבנציונלי, אנרגיה אינטנסיבית שיטות ביולוגיות, כימיות ואלקטרוכימיות מסמן שינוי יסודי במחזור אלקטרוני-waste. bioleaching, הידרומטורגיה מתקדמת, pyrolysis, וטכנולוגיות נוזליות איטוניות כל אחד מציע יתרונות ייחודיים לשחזר קובלט, ליתיום, אדמה נדירה, ומתכות יקרות תוך צמצום נזק סביבתי מתמשך כדי שיפור עלויות, אופטימיזציה של משאבים קריטיים, כדי שיפור יעילות של תהליכים גמישים, וגמישות, החל מטיפולים, החל מטיפולים, יהפוך את המשאבים האסטרטגיים, לשיטות קריטיים, מינרליים, החלים, החלים, החל משיטות טיפוליים, החלים, החלים, החל מטיפולים, מינרליים, מינרליים, יתפתחודות, מינרליים, לצמצום של טיפוליות, לחץ דם קריטי, לחץ דם, משיטות קריטי, מינרליים, מינרליים, יתפתחודות, מטיפולים, משיטות פעולה, מטיפול יעיל, לחץ דם, מינרליים, מינרליים, מינרליים, מינרליים, כדי שיפור יעילות, מטיפול הדוקו כמשמעו, מטיפול קרוב, מטיפול יעיל, מטיפול יעיל, מינרליים, יתפתחו כמשמעו, מינרליים