Электрохлам — самая быстрорастущая категория отходов во всем мире. При переработке из отходов можно получить много ценных материалов для повторного использования. Например, золото, серебро, медь, олово, литий и другие металлы.
Особенно ценится неодим, для создания сильных магнитов. Его используют в двигателях для электроники, гибридных автомобилях, генераторах самолетов, громкоговорителей, жестких дисках и в наушниках-вкладышах. Но месторождения полезных ископаемых, содержащие неодим, труднодоступны и находятся всего в нескольких местах на Земле.
В связи с ростом потребности в неодиме его планируют извлекать из старых электроприборов. Но отделение ценных элементов от других минералов и компонентов, содержащихся в электронных отходах, оказывается сложной задачей.
В недавней статье в Chemical Engineering Journal Амир Шейхи, доцент кафедры химической инженерии и биомедицинской инженерии в Пенсильвании, подробно описывает новую нанотехнологию для выделения неодима с использованием растительной целлюлозы, которая содержится в бумаге, хлопке и целлюлозе.
По словам Шейхи, нанокристаллы целлюлозы, полученные из фибрилл целлюлозы, связываются с ионами неодима, отделяя их от других ионов, таких как железо, кальций и натрий.
«Этот процесс эффективен, он может отделить неодим за секунды, выборочно удаляя элемент из примесей» — сказал Шейхи.
По словам Шейхи, нынешние процессы переработки редкоземельных элементов вредны для окружающей среды. Они часто используют сильнокислые условия для извлечения элементов в химических реакциях.
Технологический процесс Шейхи экологичный благодаря использованию целлюлозы, которая является недорогим возобновляемым ресурсом. Традиционный процесс добычи — опасный и дорогостоящий, поскольку открытый карьер оказывает вредное воздействие на окружающую среду. Китай является ведущим экспортером неодима, экспортируя более 70% мировых объемов материала.
Помимо электронных отходов, редкоземельные элементы, такие как неодим, можно извлекать из промышленных сточных вод, хвостов горнодобывающих предприятий и магнитов, которые больше не используются. Шейхи выразил надежду, что в будущем процесс адсорбции на основе целлюлозы можно будет применить и к этим источникам.
«Этот вклад в переработку редкоземельных элементов будет иметь стратегическое и экономическое влияние на несколько отраслей, — сказал Шейхи. «Чем больше неодима мы перерабатываем, тем больше мы можем производить электрические и гибридные автомобили и ветряные турбины, что снижает нагрузку на окружающую среду».