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ORNL正在研究从用过的硬盘中回收稀土磁体的方法

2016年9月28日通过史蒂夫asrar

研究人员设计了一种回收稀土磁体的方法,这种磁体是用用过的硬盘中的钕制成的。

橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)试图为能源和安全方面的紧迫问题提供解决方案,该实验室设计了一项正在申请专利的程序,以回收使用过的硬盘中的钕制成的稀土磁体。

稀土元素

稀土元素包括15镧系元素如下表所示,以及钪和钇。

Tabel我镧系元素。表的维基百科

不管这个名字意味着什么这些元素并不罕见其中一些就像地壳中的铜一样丰富。这些元素通常是一起发现的,要把它们彼此分开是不容易的。

稀土元素,如钕,是制造强力磁铁所必需的。这种强磁体广泛应用于电脑硬盘、手机、核磁共振机、空调、风力涡轮机、电动和混合动力汽车、癌症治疗药物、核反应堆屏蔽、飞机发动机、武器和许多其他工业设备。

这些元件独特的磁性和导电性使技术小型化,并使其更高效。朱莉·米歇尔·科林格据报道,波士顿大学(Boston University)弗雷德里克·s·帕迪全球研究学院(Frederick S. Pardee School of Global Studies)的国际关系助理教授曾表示,如果没有这些元素,智能手机就会变得很糟糕教室的大小

稀土元素与政治

克林格是拉丁美洲和中国发展、环境和安全政治方面的专家,他指出,这些元素最初被发现时被认为是罕见的。然而,稀土元素几乎占自然元素的五分之一。其中一些元素和铜一样丰富,幸运的是,我们不需要大量的元素。根据Smithsonian.com毕竟,石油是血液,钢铁是身体,稀土元素是现代社会的维生素。

金刚石的情报该公司报告称,2014年全球铜消费量是稀土元素消费量的近183倍。

镝用于电动汽车。图像由材料科学家提供[3.0 CC冲锋队

科林格表示,对稀土元素的主要担忧是,只有一个国家——中国——拥有丰富但有限的稀土资源。克林格的研究表明,在发现稀有元素及其应用后不久,它们就卷入了政治和战争。

作为稀土元素周边政治环境的一个例子,在2010年与日本发生一些外交纠纷后,中国的稀土元素出口减少了72%。这几乎使其中一些元素的价格翻了一番。后来,中国在2011年上半年再次将出口减少了35%。

为了规避中国出口政策的不确定性,7月份,本田宣布了一种不需要重稀土元素的混合动力汽车发动机.除了本田和大同制铁之外,安川电机(yasawa Electric Corp.)、三菱电机(Mitsubishi Electric Corp.)和日本电产(Nidec Corp.)等其他一些公司也开发了不使用稀土的发动机,以降低成本和对中国的依赖。

为了保持我们的设备正常工作,同时又不破坏我们的国际关系,克林格建议不要称这些元素为稀有元素,并试图找到更好的方法来收获稀土元素。

从使用过的硬盘中恢复磁铁

全球95%以上的钕都是在美国以外的国家生产的。为了解决钕的稀缺问题,科学家们ORNL求助于从使用过的设备中恢复元素。考虑到硬盘是钕磁铁的第二大主要用途,该公司的目标是从这个现成的来源对稀土元素进行经济有效的回收。

ORNL试图从用过的电脑硬盘中恢复磁铁。图片由ORNL

据俄勒冈州国家实验室电气和电子系统研究部门的项目领导和项目经理Timothy McIntyre说,在美国,由于数据安全问题,35%的使用过的硬盘驱动器被销毁了。雷竞技最新app其他的要么被卖到二级市场,要么被埋在垃圾填埋场。回收35%的旧驱动器,ORNL预计每年收集近1000吨磁铁材料。

为确保数据安全,建议采用高度自动化的流程。回收过程对传送带上的硬盘驱动器进行排序和对齐。三坐标测量机被用来定位驱动器,以正确的机器人拆卸。在回收磁铁、波马合金支架、线路板、铝、钢等不同部件后,自动销毁存储数据的介质,确保安全性。

回收的磁铁可以直接由硬盘驱动器制造商使用,也可以调整大小和形状,以用于其他产品。据称,这一过程可以扩展到从其他消费品如电机、空调系统等中回收稀土元素。回收磁体的成本可大大低于标准采矿生产的磁体的成本,因为取消了许多加工阶段,回收的磁体可以随时使用。

膜溶剂萃取法

总部位于达拉斯的Momentum Technologies公司专注于从硬盘中提取稀土元素和其他材料,该公司与美国能源部的关键材料研究所签署了一项独家许可协议,以实现其商业化膜溶剂萃取和高吞吐量采集技术。

MSX技术,与传统技术一样好,甚至超越传统技术溶剂萃取能一步回收钕、铕、钇、铽、镝等稀土元素。溶剂萃取是将溶液中的物质溶解在另一种不混溶的溶剂中(在这种溶剂中目标物质更容易溶解),从而部分去除溶液中的物质的一种通用方法。与传统方法相比,MSX需要更低的能量,提供更高的效率和工艺稳定性。

普雷斯顿科比他希望,该公司将创建一个可持续的商业模式,并为稀土元素供应链中最复杂的问题提供解决方案。