Les éléments de terres rares sont essentiels pour une utilisation dans la technologie moderne et sont des composants clés de la plupart des produits électroniques. Malgré l'importance des éléments de terres rares, seulement environ 1 % d'entre eux sont récupérés du produit final, et le reste est transformé en déchets.
Il y a eu des défis récents dans le développement de processus efficaces de récupération des éléments de terres rares. Cet article abordera différentes méthodes de récupération des éléments de terres rares et montrera qu'il est possible de récupérer des éléments de terres rares à partir de déchets pour fabriquer des aimants permanents.
Application des éléments de terres rares :
Les éléments de terres rares, également connus sous le nom de métaux de terres rares, sont un groupe de 17 éléments différents, chacun avec une caractéristique physique caractéristique similaire : les métaux lourds mous blanc argenté. Le scandium et l'yttrium sont également des éléments de terres rares car ils se trouvent dans les mêmes gisements que la plupart des lanthanides et présentent des propriétés chimiques similaires, mais diffèrent électroniquement et magnétiquement. Chaque élément de terre rare a diverses applications et utilisations.
Voici quelques-unes de leurs applications :
1. Les alliages de scandium sont utilisés dans la fabrication de composants aérospatiaux et de traceurs de chaleur radioactifs dans les raffineries de pétrole.
2. L'yttrium est utilisé dans la fabrication d'objectifs d'appareils photo et de lentilles de télescope réfracteur.
3. Le prométhium est utilisé pour fabriquer des batteries de voiture.
4. Le samarium est utilisé dans la fabrication de lasers, de capture de neutrons et de barres de contrôle dans les réacteurs nucléaires.
5. Les autres applications des éléments de terres rares incluent la fabrication de disques durs, d'aimants, de machines à rayons X, de lampes aux halogénures métalliques, de la technologie des fibres optiques, des ampoules à LED, etc.
Déchets pouvant contenir des terres rares
Les éléments de terres rares sont des polluants émergents qui présentent un risque pour l'environnement en raison de leur utilisation croissante dans différentes applications technologiques. Les déchets électroniques restent une source importante de pollution par les éléments de terres rares. En effet, les déchets électroniques contiennent de fortes concentrations d'éléments de terres rares, qui sont souvent éliminés de manière dangereuse et nocifs pour l'environnement.
Recyclage des terres rares :
Les métaux de terres rares sont des composants très critiques présents dans différents produits de consommation tels que les aimants permanents, les véhicules électriques, les smartphones, etc. Ils se trouvent naturellement dans le minerai sous forme de mélange et doivent être purifiés avant utilisation. Les éléments de terres rares coûtent cher à extraire, il est donc moins cher de recycler les éléments de terres rares qui ont été transformés en matériaux. Malgré leur capacité à être réutilisés, les produits contenant des terres rares ne sont utilisés qu'une seule fois et jetés. Le recyclage des éléments de terres rares fournira aux fabricants un approvisionnement régulier en métaux de terres rares tout en réduisant les déchets et l'importante charge environnementale qu'ils créent. Les déchets électroniques sont une source majeure d'éléments de terres rares.
Les progrès récents de la technologie de recyclage ont rendu plus faisable l'extraction des éléments de terres rares de ces matériaux. Par exemple, le Japon possède des usines de recyclage en activité et environ 300 000 tonnes de métaux de terres rares sont stockées dans des appareils électroniques inutilisés. En France également, des efforts sont en cours pour construire deux usines qui produiront 200 tonnes de terres rares par an à partir de lampes fluorescentes, de piles et d'aimants d'occasion. De plus, le charbon et ses sous-produits sont des sources potentielles d'éléments clés, y compris des éléments de terres rares dont on estime qu'ils produisent environ 50 millions de tonnes d'éléments de terres rares.
Rare earth element recovery method:
L'élaboration d'une stratégie efficace et économique pour la récupération des ETR dépend de différents facteurs, notamment les prix des matières premières, la taille des gisements, les coûts d'élimination et les dangers potentiels.
Les méthodes de récupération des éléments de terres rares des déchets électroniques dans la plupart des pays développés sont :
1. Le gadget est haché et broyé sous forme de poudre, à partir de laquelle les composants de base, les éléments de terres rares, sont extraits.
2. Les méthodes pyrométallurgiques séparent les déchets électroniques en chauffant les éléments à très haute température. Cette méthode demande beaucoup d'énergie.
3. L'extraction liquide-liquide est une autre méthode couramment utilisée aujourd'hui. Dans cette méthode, les déchets sont dissous dans un acide fort, puis la terre rare est extraite à l'aide d'une gamme de solvants.
Utilisations des éléments de terres rares recyclés :
L'utilisation d'éléments de terres rares recyclés a augmenté. La plupart des éléments de terres rares sont utilisés dans la production de catalyseurs et d'aimants. Les éléments de terres rares sont essentiels dans la production d'aimants, d'alliages, de verre et d'électronique haute performance.
Le mode de fabrication deaimant terre rare:
Les éléments de terres rares recyclés peuvent être utilisés pour fabriquer des aimants de terres rares. Les aimants aux terres rares sont des aimants permanents puissants constitués d'alliages d'éléments de terres rares. Ce sont les aimants permanents les plus puissants, produisant des champs magnétiques plus puissants que les autres types d'aimants.
Les aimants en terres rares tels que les aimants en néodyme sont principalement fabriqués par un procédé de métallurgie des poudres. Dans ce procédé, une composition appropriée est pulvérisée en une poudre fine, compactée et chauffée par "frittage en phase liquide" pour induire une densification. Les aimants permanents tels que la ferrite, le samarium cobalt (SmCo) et les aimants néodyme fer bore sont fabriqués de cette façon. En conclusion, les terres rares récupérées des déchets peuvent être utilisées pour fabriquer des aimants permanents.