Tải bản đầy đủ

Các nguồn tái chế đất hiếm

MỤC LỤC

1.ĐẶT VẤN ĐỀ
2.NGUỒN TÁI CHẾ ĐẤT HIẾM
2.1 TÁI CHẾ ĐẤT HIẾM TỪ NƯỚC THẢI
2.2 TÁI CHẾ ĐẤT HIẾM TỪ TRO BAY
2.3 TÁI CHẾ ĐẤT HIẾM TỪ RÁC THẢI ĐIỆN TỬ
2.4 TÁI CHẾ ĐẤT HIẾM TỪ NAM CHÂM
3.NHỮNG DỰ ÁN TÁI CHẾ ĐẤT HIẾM Ở VIỆT NAM
4.TÀI LIỆU THAM KHẢO

1
SV : Nguyễn Văn Quý - 20113235


1.ĐẶT VẤN ĐỀ.
Ngày nay, nhiều công nghệ hiện đại, từ sản xuất ắc quy ô tô điện cho
đến tivi màn hình phẳng, đều phải đưa vào nguồn cung hạn chế của
các nguyên tố đất hiếm.
Các nguyên tố đất hiếm, ví dụ tecbi - một kim loại ánh bạc, mềm đến
mức có thể cắt bằng dao - có nhiều ứng dụng độc đáo, như trong sản

xuất siêu nam châm, chất xúc tác hoặc chất siêu dẫn. Điều đó khiến
cho chúng trở thành không thể thay thế trong nhiều thiết bị và máy
móc kỹ thuật ngày nay.
Theo dự báo của các công ty quan sát thị trường, nhu cầu nguyên tố
đất hiếm trên toàn cầu sẽ tăng lên tối thiểu 185.000 tấn vào năm
2015. Tuy trữ lượng nhiều nguyên tố đất hiếm trên trái đất tương đối
phong phú, nhưng trữ lượng nhiều nguyên tố đất hiếm khác rất hạn
chế và hiện nay nguồn cung đang thiếu. Một số báo cáo cho biết,
nguồn cung tecbi và dyprosi sẽ chỉ còn đủ cho 30 năm tới.
Trong bối cảnh đó, việc TÁI CHẾ CÁC NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM
không chỉ cho phép chúng ta bảo tồn nguồn tài nguyên quan trọng
này và bảo vệ môi trường mà còn mang lại những lợi ích kinh tế to
lớn.
2.NGUỒN TÁI CHẾ ĐẤT HIẾM
2.1 TÁI CHẾ ĐẤT HIẾM TỪ NƯỚC THẢI
Tuy nhiên, cho đến nay những cố gắng tìm cách tái chế nguyên tố đất
hiếm từ nước thải công nghiệp đều chỉ là phương pháp với chi phí rất
cao hoặc không thực tế. Một trong những thách thức lớn nhất khi tái
chế là các nguyên tố đất hiếm thường có mặt ở hàm lượng rất thấp
trong các nguồn nước thải như vậy.
Theo kết quả mới đăng trên Tạp chí Vật liệu ứng dụng của Hội Hóa
học Mỹ, nhà hóa học Zhang Lin và đồng nghiệp cho biết họ đã tìm ra
phương pháp mới để tái chế nguyên tố đất hiếm từ nước thải. Công
nghệ mới này có thế giúp giảm thiểu các áp lực về kinh tế và môi
trường mà ngành sản xuất nguyên tố đất hiếm đang phải đối mặt.
2
SV : Nguyễn Văn Quý - 20113235


Nhóm nghiên cứu của Zhang Lin biết rằng vật liệu nano magiê
hydroxit có hiệu quả trong việc loại bỏ một số kim loại và thuốc
nhuộm ra khỏi nước thải. Vì vậy, họ đã tìm cách nghiên cứu cơ chế
hoạt động của hợp chất này và thử xen nó có hiệu quả trong việc tách
các nguyên tố đất hiếm hay không.
Để thử nghiệm ý tưởng của mình, nhóm nghiên cứu đã tạo ra các hạt
Mg(OH)2 nano không đắt tiền, có hình dạng giống những bông hoa
khi quan sát dưới kính hiển vi công suất cao. Kết quả khảo sát trong
điều kiện mô phỏng thực tế cho thấy, Mg(OH)2 nano có khả năng thu
giữ hơn 85% nguyên tố đất hiếm có mặt trong nước thải. Ngoài ra,
các nhà nghiên cứu còn phát triển phương pháp tách tiếp các hạt

nguyên tố đất hiếm không di chuyển và bã Mg(OH)2 còn lại bằng
cách thay đổi độ pH của dung dịch.
Những thí nghiệm ở quy mô pilot của nguyên cứu trên cho thấy,
Mg(OH)2 nano có tiềm năng lớn trong việc tái chế nguyên tố đất hiếm
từ nước thải công nghiệp.

Chất này còn có thể giúp thu hồi đất hiếm vốn rất loãng trong nước
thải công nghiệp, với giá thành rẻ hơn nhiều so với khai thác đất
hiếm từ lòng đất.
3
SV : Nguyễn Văn Quý - 20113235


Các công ty thăm dò khoáng sản đang nỗ lực phá thế độc quyền kim
loại đất hiếm của Trung Quốc, nhưng một công nghệ tái chế mới có
thể làm giảm tình trạng cung ứng hạn chế một số kim loại đất hiếm.
Điều này gây lo lắng cho các nước phương Tây, bởi các kim loại này
rất cần thiết cho chế tạo điện thoại di động, ắc qui xe hơi hybrid, TV
màn hình phẳng và công nghệ xanh.
“Tái chế đất hiếm từ nước thải không chỉ tiết kiệm được các nguồn
tài nguyên đất hiếm và bảo vệ môi trường, nhưng cũng đem lại lợi ích
kinh tế đáng kể,” Zhang Lin và các đồng nghiệp nghiên cứu cho hay.

2.2

TÁI CHẾ ĐẤT HIẾM TỪ TRO BAY

Tro bay, trước tiên được sử dụng để sản xuất bê tông, là một trong
những chất thải từ các nhà máy điện than. Trước tiên thiết bị lọc
phân tử thu gom tro bay từ các ống khói của nhà máy điện than.
Trước đây người ta thả tro này ra không khí, nhưng giờ đây nhờ có
công nghệ hiện đại kiểm soát ô nhiễm các công ty điện bắt buộc phải
4
SV : Nguyễn Văn Quý - 20113235


thu gom chất thải này. Ở Mỹ, tro bay nói chung được thu gom tại các
nhà máy điện than để chôn lấp, 43 % tro này được tái chế để sử
dụng.
Hiện đại so với nguồn tài nguyên truyền thống
Trong khi không có tậo trung cao các nguyên tố đất hiếm trong tro
bay – chỉ vài phần triệu –quá trình tách đất hiếm lại rất ít tốn kém
hơn là quá trình khai thác và chế biến quặng đất hiếm từ công
nghiệp khai khoáng. Trong lúc các phương pháp truyền thống cần
phải khai thác bằng thiết bị và nhân lực, phương pháp của Neumann
chỉ việc múc tro bay đã có sẵn. Tro bay cũng chứa nhiều nguyên tố,
trong đó có một loạt các nguyên tố đất hiếm.
David Neumann , CEO của Neumann Systems, coi sản phẩm phế thải
này là một nguồn tiềm năng cao đem lại doanh thu, trong đó có các
nguyên tố đất hiếm có tiềm năng mạnh, như là neodymium, yttrium,
và europium. Ông này tin chắc là trong lúc các mỏ đất hiếm của
Trung Quốc đang trở thành gần như độc quyền sản xuất đất hiếm,
thì công ty của ông có thể tách các nguyên tố đất hiếm như thế từ tro
bay với giá cả còn cạnh tranh hơn.
Theo Trung tâm nghiên cứu Năng lượng Mỹ Appalachia , lĩnh vực
đất hiếm sẽ dựa vào nguồn cung cấp tin tưởng hơn từ tro bay.
Nghiên cứu của Công ty cho thấy quá trình khắc phục hậu quả ở đây
là khả năng chuyển đổi chất thải nguy hại tro bay thành các kim loại
chiến lược với giá trị cao bằng cách tinh chế tro bay với một chi phí
nhỏ hơn 200 đô la mỗi tấn. Ngoài ra các công ty điện lực vốn đang
chịu áp lức từ Cơ quan bảo vệ môi trường là phải kiểm soát việc thải
tro bay, việc tận dụng đất hiếm từ tro bay đã chuyển đổi chất thải
thành những nguyên liệu quan trọng và đem lại lợi nhuận
nhiều. Neumann Systems mới đây đã đầu tư vào một qui trình khiến
các giới đầu tư đất hiếm quan tâm. Hiện nay Công ty đang trong giai
đoạn làm thủ tục đăng ký ba bằng sáng chế về chiết tách đất hiếm từ
tro bay này và cũng thành lập một bộ phận, NeuMetals, để thương
mại hoá qui trình này.
5
SV : Nguyễn Văn Quý - 20113235


Tháng trước, một thông báo báo chí của Neumann Systems cho biết
qui trình tách các nguyên tố này đã tách được hơn 60 % kim loại có
sẵn trong chất thải tro bay ra khỏi những mẫu tro lấy từ một nhà
máy điện than Colorado Springs . Các kim loại tách được gồm có 14
kim loại chiến lược và đất hiếm. Công ty cũng cho biết thêm là qui
trình cũng có thể tách các nguyên liệu nguy hại như thuỷ ngân và
arsenic, đánh giá ban đầu cho thấy giá trị của các kim loại tách ra
có giá trị trong phạm vi 400 đến 750 đô la mỗi tấn tro.
“Chúng tôi thật phấn kích về kết quả này và tiếp tục trở lại nghiên
cứu vào cuối mùa hè này,” Neumann nói trong một cuộc phỏng vấn
với báo chí. “Chúng tôi đã bỏ ra khoảng 600.000 đến 800.000 đô la
để sắm thiết bị mới và sẽ bắt đầu tiếp sau những kết quả tốt.”
Đúng chỗ vào đúng thời điểm
Trong khi phát kiến này là một cuộc đảo lộn tài chính lớn cho Công
ty, thời điểm đưa ra thông báo có lẽ cũng thu hút các nhà đầu tư tiềm
năng. Đầu năm nay, cuộc tranh cãi đã chín muồi trong lĩnh vực đất
hiếm ở Mỹ sau khi trình báo cáo của Lầu Năm góc ra Quốc hội, báo
cáo này cho rằng cung cấp đất hiếm trong nước Mỹ có thể đáp ứng
nhu cầu của ngành công nghiệp quốc phòng Mỹ vào 2013.
Mặc dù người ta phải mất trên một năm để hoàn thành báo cáo này,
vài chuyên gia công nghiệp lại không nhất trí với Ed Richardson,
Chủ tịch của Hiệp hội Vật liệu Từ tính Mỹ (MMA), gán cho là “ ngây
thơ” và “thiếu thông tin”, thêm rằng “không có nhà sản xuất đất
hiếm nào nữa ở Mỹ.”
Qui trình của Công ty Neumann đáp ứng hoàn hảo yêu cầu quan
trọng là phát triển những hệ thống kiểm soát phát thải cho các nhà
máy điện. Phát minh này của NeuStream là một công nghệ mới sẽ
được sử dụng để làm sạch phát thải từ nhà máy điện than. Là một
sản phẩm phụ của quá trình phát thải được chà soát kỹ, hệ thống
cũng có thể sản xuất ra a xít sulfuric và a xít nitric-đây là hai hoá
chất cần thiết để phân giải các nguyên tố đất hiếm ra khỏi tra bay.

6
SV : Nguyễn Văn Quý - 20113235


“Bằng cách sử dụng các a xít được tạo ra từ các khí thải, chúng ta
có thể sử dụng a xít này và tiếp tục một qui trình rất sạch và chọn
lọc,” Claire Ohman, một nhà khoa học cao cấp của Neumann
Systems nói. “Chúng ta nhận được cái gì mà chúng ta muốn và cuối
cùng chúng ta có tro bay sạch.”
Rob Fredell , Phó Gíam đốc phát triển kinh doanh của Neumann
Systems, kết luận rằng bước tiếp theo của Cng ty là nâng đầu tư lên
từ 10 đến 20 triệu đô la từ quĩ hỗ trợ hoặc từ các nhà đầu tư để xây
dựng một xưởng thực nghiệm có khả năng chế biến nhiều tấn tro bay
mỗi ngày.

2.3

TÁI CHẾ ĐẤT HIẾM TỪ RÁC THẢI ĐIỆN TỬ

Hiện nay, tái chế kim loại đất hiếm vẫn còn trong giai đoạn đầu, các
nguyên liệu tái chế được giới hạn, kể cả phế liệu điện tử và các chất
thải khác có các thành phần đất hiếm đáng kể, chẳng hạn như bóng
đèn huỳnh quang và ổ đĩa cứng máy tính. Trong khi đó, không có
phương pháp tiêu chuẩn của tái chế đất hiếm và các công nghệ tái
chế REE vẫn chưa trưởng thành, có nghĩa là nó là khó khăn và tẻ
nhạt để trích xuất các kim loại đất hiếm từ các sản phẩm chất thải.
Theo EPA, trong năm 2009, 25% sản phẩm điện tử được thu thập để
tái chế (38% các máy tính, 18% của TV, và 8% điện thoại di
động). Tương tự như vậy, chỉ có 3-5% của bóng đèn huỳnh quang
compact (CFL) được tái chế. Đây có thể là nguồn sẵn có nhất của vật
liệu tái chế, do đó tăng tốc độ mà người tiêu dùng tái chế các sản
phẩm cuối cùng chính là rất cần thiết. Ngoài ra, một khi công nghệ
được cải thiện, nhiều hơn và nhiều hơn nữa nguyên vật liệu công
nghệ cao như chất thải từ nam châm neodymium, màn hình LCD bao
gồm phốt pho như đất hiếm europium, terbi và yttrium-cũng như
bóng đèn huỳnh quang, cũng có thể thu thập và sử dụng để trích xuất
REE.
7
SV : Nguyễn Văn Quý - 20113235


Ví dụ, các nhà khoa học được báo cáo việc phát triển một phương
pháp mới để tái chế các nguyên tố đất hiếm từ nước thải.Những tiến
bộ mới trong công nghệ tái chế đã thực hiện khai thác đất hiếm từ
các vật liệu này có tính khả thi hơn, và các nhà máy tái chế đang hoạt
động tại Nhật Bản, nơi có khoảng 300.000 tấn đất hiếm được lưu trữ
trong thiết bị điện tử không sử dụng. Đức đã có thể tái chế 100-500
tấn mỗi năm. Hơn thế nữa, ở Pháp, các nhóm Rhodia là thiết lập hai
nhà máy, ở La Rochelle và Saint-Fons, rằng sẽ sản xuất 200 tấn một
năm của đất hiếm từ sử dụng đèn huỳnh quang, nam châm và pin.
CÁC VÍ DỤ ĐIỂN HÌNH VỀ TÁI CHẾ ĐẤT HIẾM TỪ RÁC ĐIỆN
TỬ:










"Một cơ sở tái chế Massachusetts dựa trên đã tìm thấy một cách
để phục hồi 99% trọng lượng của terby một bóng đèn huỳnh quang.
Nhiệm vụ tiếp theo của nó là để trích xuất các nguyên tố đất hiếm
(REE).
"Các công ty đằng sau công nghệ, Veolia ES giải pháp kỹ thuật,
nói rằng nó có thể tách các thành phần cốt lõi nhất của đèn huỳnh
quang bao gồm kính, nhôm và thủy ngân, theo quản lý chất thải thế
giới. Bây giờ tái chế được làm việc trên cũng khai hoang các nguyên
tố đất hiếm từ phosphor bột được sử dụng trong ống kính của đèn.
"Trung tâm hiện đang xử lý hơn 15 triệu bảng của ánh sáng và
chất thải điện tử mỗi năm. Cơ sở mới sẽ tăng cường năng lực cho các
loại đèn huỳnh quang 150%.
"Veolia tham gia một số công ty tìm cách để cứu vãn REE từ
các sản phẩm khác nhau bao gồm cả xe, nam châm và pin. Đầu năm
nay Honda đã bắt đầu giải nén hơn 80% nguyên liệu đất hiếm từ pin
nickel-metal hydride.
"Nói chung, với công nghệ tiến từng bước, hệ thống tái chế REE
sẽ trở thành hơn và đầy đủ hơn trong tương lai."

8
SV : Nguyễn Văn Quý - 20113235










Một ví dụ đáng chú ý là của Honda chuyển vào năm 2013 với
Nhật Bản kim loại và Hóa chất (JMC) để bắt đầu sử dụng lại các
chất đất hiếm trong sử dụng nickel-metal hydride (NiMH) trong
những cái mới sau khi công bố ý định làm như vậy trong năm 2012.
Hãng xe đang sử dụng nóng chảy muối điện phân để kéo vật liệu ra
khỏi một oxit chiết xuất từ các loại pin: loại bỏ khoảng 80 phần trăm
của những gì trong bản gốc. Những chất này được được cung cấp
cho một hãng sản xuất pin, đó là sử dụng chúng cho các vật liệu điện
cực âm trong ắc quy xe hybrid.
công ty của Bỉ UMICORE thực sự thực hiện này thương mại
khả thi ngay cả sớm hơn so với Honda. Công ty này đã xử lý hơn
350.000 tấn mỗi năm, trong đó công nghiệp các sản phẩm, chất xúc
tác và cuối cùng của cuộc đời các sản phẩm, có một quan hệ đối tác
với các công ty hóa chất Rhodia đó cũng là tập trung vào NiMH.
Pin sạc NiMH được tìm thấy trong tất cả mọi thứ từ điện thoại
không dây, đồ chơi và trò chơi vào các công cụ điện cho xe điện
hybrid. Có khoảng 1 gram (0,03 oz thứ đất hiếm trong một pin AAA
và lên đến 2 kg (£ 4, 6 ounces) trong một pin EV lai. Pin Lithium-ion
không có khả năng phục hồi tương tự.
"Trong ngắn hạn, chúng tôi nghĩ rằng tái chế sẽ là một trong số
ít những vở đất hiếm với chuyển động đi lên", viết phân tích công
9
SV : Nguyễn Văn Quý - 20113235


nghệ sạch Dallas Kachan, trong blog dự đoán hàng năm của ông
năm 2014. "Tại sao? Phần lớn các ngành công nghiệp đã được tập
trung vào các mỏ mới để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về đất
hiếm. Nhưng tái chế đất hiếm là đà lặng lẽ, và đứng để tăng tốc vào
năm 2014 cho các chi phí gia tăng khai thác, chi phí và tiến độ vượt ở
mức cao hồ sơ các trang web như mỏ Mountain Pass California
Molycorp.
Honda Bây giờ Tái chế Kim loại đất hiếm Đối với Pin

Honda Motor Co, Ltd đã thông báo nó đã lập trình đầu tiên trên thế
giới để tái sử dụng các kim loại đất hiếm được chiết xuất từ các loại
pin nickel-metal hydride cho mới pin nickel-metal hydride tái chế
nguồn tài nguyên quý giá.
Honda cho biết, cho đến nay, nó đã được giải nén một oxit có chứa
các kim loại đất hiếm từ được sử dụng pin nickel-metal hydride tại
nhà máy của Nhật Bản kim loại & Chemicals Co., Ltd (JMC).
Bây giờ, bằng cách áp dụng điện phân muối nóng chảy để oxit này,
Honda đã thành công trong việc chiết xuất kim đất hiếm có thể được
10
SV : Nguyễn Văn Quý - 20113235


sử dụng trực tiếp làm nguyên âm-điện cực cho pin nickel-metal
hydride.
Honda cho biết rằng các kim loại đất hiếm được chiết xuất trong quá
trình này có độ tinh khiết cao hơn 99 phần trăm, mà là cao với các
kim loại đất hiếm thường được giao dịch, mới được khai thác.
Ngoài ra, quá trình mới cho phép khai thác nhiều như trên 80 phần
trăm của các kim loại đất hiếm chứa trong pin nickel-metal hydride.
Theo quy trình mới được thành lập, các kim loại đất hiếm được chiết
xuất sẽ được cung cấp từ JMC cho một nhà sản xuất pin vào đầu
tháng Ba, sẽ tái sử dụng chúng làm nguyên âm-điện cực cho nickelmetal hydride pin cho xe hybrid.
Lần này, các kim loại đất hiếm được chiết xuất từ loại pin nickelmetal hydride thu thập từ 386 Honda hybrid xe đãđược lưu trữ trước
khi được bán trên nhưng đã trở thành không sử dụng được bởi các
trận động đất lớn Đông Nhật Bản.
Hơn nữa, ngay sau khi một khối lượng đủ được đảm bảo, Honda cho
biết họ sẽ bắt đầu áp dụng quá trình tương tự và tái chế kim loại đất
hiếm được chiết xuất từ sử dụng pin nickel-metal hydride được thu
thập bởi các đại lý Honda thông qua thay thế pin.
Honda cho biết, phấn đấu để trích xuất các kim loại đất hiếm, không
chỉ từ pin nickel-metal hydride mà còn từ các bộ phận được sử dụng
khác nhau để đạt được tái chế hơn nữa các nguồn lực hạn chế và quý
giá.
2.4

TÁI CHẾ ĐẤT HIẾM TỪ NAM CHÂM

Các nhà khoa học ở phòng thí nghiệm Ames trực thuộc Bộ năng
lượng Hoa Kỳ vừa cho biết họ đã thành công trong việc tái chế các
nguyên tố đất hiếm vốn được sử dụng ở các nam châm.
11
SV : Nguyễn Văn Quý - 20113235


Trong những thí nghiệm đầu tiên, các chuyên gia đã sử dụng magiê
lỏng để tách một nguyên tố đất hiếm là neodymium khỏi các mảnh
nam châm làm từ hai kim loại khác là sắt và Bo (nguyên tố có số thứ
tự thứ 5 trong bảng tuần hoàn). Tuy nhiên lúc ấy, mục đích của họ là
đưa hỗn hợp magiê-đất hiếm vào sản xuất trực tiếp các nam châm
chứ không phải tách ra đất hiếm nguyên chất. Ngoài ra, do hiệu quả
của kĩ thuật tái chế chưa cao cùng với việc giá đất hiếm lúc đó còn
khá rẻ nên công nghệ chưa thực sự được quan tâm ở thời điểm
đó.Trong vòng 3 năm trở lại đây, giá đất hiếm đã tăng gấp 10 lần, vì
thế công nghệ tái chế trên đã được đưa trở lại với một vài cải tiến.
Tuy chỉ chiếm một lượng rất nhỏ trong các nam châm, đất hiếm pha
tạp sẽ tăng cường mạnh mẽ các đặc tính điện từ của vật liệu. Do đó,
mặc dù mới xuất hiện từ những năm 1990, nam châm đất hiếm đã có
rất nhiều ứng dụng trong đời sống và công nghiệp. Trong số đó, phải
kể đến nam châm trên các ổ đĩa cứng, tua-pin gió, công nghiệp xe
hơi, máy phát điện cùng nhiều thiết bị khác.

12
SV : Nguyễn Văn Quý - 20113235


Quá trình loại bỏ lớp mạ ngoài của nam châm để tìm kiếm đất
hiếm.
Đầu tiên nhóm nghiên cứu lấy các thanh nam châm cũ chứa các
nguyên tố đất hiếm như neodymium, praseodymium, dysprosium và
loại bỏ các lớp mạ ngoài.Tiếp đến họ chuyển các thanh nam châm
vào lò nung nóng, rồi đưa chúng vào các cối giã vật liệu tự động.Các
thiết bị sẽ được điều chỉnh cho tới khi các mảnh nam châm được tán
nhỏ tới kích thước 2-4 mm.
Ở giai đoạn tiếp theo các hạt nam châm được đưa vào một chiếc hộp
có các mặt là lưới kim loại. Sau đó họ thả thêm các mẩu magie rắn
vào trộn cùng. Giống như trong công nghiệp luyện kim, nhóm nghiên
cứu nung nóng khối vật liệu bằng cách sử dụng sóng điện từ. Khi
sóng tác động lên vỏ ngoài, nó sẽ gây ra dòng Foucault (F), chính
dòng điện này sinh nhiệt làm nóng khối chất. Do có nhiệt độ nóng
13
SV : Nguyễn Văn Quý - 20113235


chảy thấp hơn, magie sẽ hóa lỏng trước, trong khi các hạt nam châm
vẫn còn ở dạng rắn.
Lúc đó, tại các bề mặt tiếp xúc giữa những hạt nam châm và magiê
lỏng xuất hiện các hiệu ứng tương tác đặc biệt. Nhờ hiệu ứng này,
các nguyên tố đất hiếm bắt đầu khuếch tán từ những hạt nam châm
sang dung dịch magie lỏng. Nhóm nghiên cứu sẽ lọc các hạt nam
châm và chất lỏng ra riêng rẽ.Tiếp đến, họ đổ dung dịch lỏng của
magiê có chứa đất hiếm vào các khuôn vàlàm lạnh.Sau đó, các thỏi
nhiên liệu mới được nung nóng tới khi magiê nóng chảy ra lần thứ
hai.Khi đó người ta có thể tách đất hiếm ra khỏi magiê lỏng dễ dàng.
Trong thử nghiệm mới nhất, nhóm nghiên cứu đã tiến hành tách
neodymium cùng hai nguyên tố đất hiếm khác từ nam châm từ cũ, sau
đó họ tái sử dụng nó trong các chu trình chế tạo nam châm mới. Kết
quả kiểm tra cho thấy đất hiếm tái chế được cho hiệu quả tương
đương với sản phẩm được tinh chế từ các mỏ quặng.
Sử dụng đất hiếm thứ cấp thu được, các chuyên gia đưa nó vào tái sử
dụng để chế tạo các nam châm mới. Kết quả cho thấy các sản phẩm
tạo ra có chất lượng tương đương với nam châm sử dụng đất hiếm sơ
cấp (đất hiếm được khai thác từ mỏ). Hơn nữa, lượng đất hiếm tái
chế thu được cũng có hàm lượng đủ lớn để có thể đưa nó vào sản
xuất ở quy mô công nghiệp. Nhóm nghiên cứu dự định sẽ phát triển
tối ưu hơn nữa phương pháp của họ để nâng cao hiệu quả sử dụng
thực tiễn trong thời gian tới.
Hiếm nam châm đất, có chứa các kim loại đất hiếm như
neodymium (Nd) và dysprosium (Dy), là không thể thiếu để nâng cao
hiệu suất của các sản phẩm điện sử dụng động cơ. Tuy nhiên, có một
sự bất ổn trong việc mua sắm của các kim loại đất hiếm do nội địa
hóa sản phẩm của mình. do đó tái chế đất hiếm trong các sản phẩm
đã qua sử dụng đang trở thành quan trọng.
Hitachi nhóm đã phát triển quá trình sản phẩm tháo gỡ và quá trình
phục hồi, tái chế cho các kim loại đất hiếm, đó là cần thiết để hoàn
thành các vòng lặp tái chế đất hiếm (Hình. 1) . Chúng tôi báo cáo
trong bài báo đầu tiên mà chúng tôi kiểm tra từng quá trình sử dụng
14
SV : Nguyễn Văn Quý - 20113235


thiết bị đó có thể xử lý một số kg hoặc vài chục kg của nam châm mỗi
ngày. Trong quá trình phục hồi, hỏa, magiê nóng chảy được sử dụng
như một phương tiện khai thác (Hình. 2) .

Hình 1 Cách tiếp cận của nhóm Hitachi

Hình 2 quá trình phục hồi, tái chế kim loại đất hiếm

3.NHỮNG DỰ ÁN TÁI CHẾ ĐẤT HIẾM Ở VIỆT NAM
Hiện nay, chất thải điện tử và điện dân dụng thải ra ngày càng tăng gây
nguy cơ ô nhiễm môi trường và lãng phí tài nguyên trầm trọng. Trước
15
SV : Nguyễn Văn Quý - 20113235


thực tế đó, nhóm nghiên cứu thuộc Viện KH&CN Môi trường (ĐH
Bách Khoa Hà Nội) đã phát triển công nghệ thu hồi một số nguyên tố
đất hiếm có giá trị từ chất thải điện tử với độ tinh khiết đáp ứng được
thị trường.
Vấn đề cấp bách
Hiện nay, lượng chất thải điện tử và điện dân dụng thải ra từ các đô thị
như ti vi, tủ lạnh, quạt điện, máy tính, đồ dân dụng…ngày càng tăng
do áp lực từ quá trình phát triển đất nước. Theo ước tính của Công ty
Môi trường đô thị Hà Nội (URENCO), đến năm 2020 cả nước sẽ có
4,8 triệu tivi, 1,4 triệu máy tính, 2,3 triệu tủ lạnh, 873 nghìn điều hòa
nhiệt độ và 2,6 triệu máy giặt… bị thải bỏ; các doanh nghiệp công
nghiệp điện tử sẽ thải ra mỗi năm khoảng 1.600 tấn chất thải rắn.
Trong khi đó, phần lớn lượng chất thải phát sinh được xử lý bằng
phương pháp chôn lấp; đa số các bãi chôn lấp lại không đảm bảo yêu
cầu hợp vệ sinh, gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng tới khu vực
xung quanh. Công nghệ thiêu đốt hợp vệ sinh mới chỉ được triển khai
ở một số thành phố nhưng quy mô nhỏ và hiệu quả chưa rõ ràng.

16
SV : Nguyễn Văn Quý - 20113235


Sau khi bản mạch điện tử được tháo bỏ các thành phần
nguy hại, chúng sẽ được nghiền thành mảnh kim loại
hoặc nghiền vụn
Mặt khác, hoạt động tái chế chất thải điện tử ở Việt Nam cũng đang ở
quy mô nhỏ, chủ yếu là các cửa hàng, dịch vụ sửa chữa, mua bán
thiết bị qua sử dụng; các doanh nghiệp tái chế…Hoạt động này chỉ
tập trung vào xử lý chất thải điện tử, hầu hết là tháo dỡ phân loại thủ
công, sử dụng phương pháp đốt lộ thiên hoặc những kỹ thuật thủy
luyện đơn giản để thu hồi kim loại nên hiệu quả không cao.
Bởi vậy, mỗi năm lượng không nhỏ chất thải hay nguyên liệu thứ cấp đã
bị lãng phí. Vấn đề cấp bách hiện nay là tìm ra giải pháp xử lý chất
17
SV : Nguyễn Văn Quý - 20113235


thải để chúng không trở thành những thứ bỏ đi mà ngược lại có thể
tận thu được rất nhiều các nguyên vật liệu có giá trị từ chất thải.
Thu hồi nguyên liệu có giá trị
Trước thực tế đó, PGS.TS Hoàng Trung Hải cùng các cộng sự tại
Viện Khoa học Công nghệ & Môi trường (Trường ĐH Bách Khoa Hà
Nội) đã nghiên cứu và phát triển công nghệ tiên tiến thu hồi vật liệu
nhằm thúc đẩy phát triển công nghiệp tái chế chất thải, mà cụ thể là
chất thải điện tử thông qua dự án “Nâng cao năng lực nghiên cứu,
phát triển và chuyển giao công nghệ tái chế chất thải ở Việt Nam”.

TS.Hà Vĩnh Hưng, Nghiên cứu viên Viện Khoa học
Công nghệ & Môi trường giới thiệu về dây chuyền
công nghệ xay, nghiền và loại bỏ chất thải nguy hại
18
SV : Nguyễn Văn Quý - 20113235


PGS.TS Hoàng Trung Hải cho biết: Công nghệ tái chế chất thải có
thể góp phần ngăn ngừa ô nhiễm môi trường trong quá trình phát
triển bền vững ở Việt Nam. Đặc biệt là ngăn ngừa sự suy giảm tài
nguyên thiên nhiên, tăng hiệu suất thu hồi nguyên vật liệu có giá trị
trong chất thải điện tử.
Hiện tại, dây chuyền tháo dỡ chất thải điện tử để đưa đi tái chế, xay
nghiền bản mạch đã hoàn thiện và có thể chuyển giao. Trong đó, loại
bỏ các thành phần nguy hại, các bộ phận như pin, bóng đèn huỳnh
quang đều được tháo bỏ ngay tại công đoạn phân loại.

Kim loại đồng từ phế liệu được thu hồi bằng phương
pháp luyện và tinh chế
“Đặc biệt, chúng tôi đã phát triển được công nghệ thu hồi kim loại
đất hiếm từ phế liệu của bản mạch điện tử bằng phương pháp luyện
19
SV : Nguyễn Văn Quý - 20113235


và tinh chế; các kim loại quý có độ tinh khiết đáp ứng được thị
trường; tuy nhiên tiến độ thực hiện còn phụ thuộc vào vấn đề kinh
phí”, PGS.TS Hoàng Trung Hải khẳng định.
Hi vọng rằng, công nghệ thu hồi các loại nguyên liệu có giá trị từ
chất thải điện tử sớm được hoàn thiện, chuyển giao và ứng dụng
trong thực tiễn; góp phần thực hiện mục tiêu xây dựng một hệ thống
quản lý tổng hợp chất thải rắn. Theo đó chất thải rắn sẽ được phân
loại tại nguồn, thu gom, tái sử dụng, tái chế và xử lý với công nghệ
tiên tiến và phù hợp để giảm thiểu lượng chất thải thải vào môi
trường, bảo vệ tài nguyên đất và giảm thiểu ô nhiễm môi trường cũng
như tận thu tài nguyên thiên nhiên.

20
SV : Nguyễn Văn Quý - 20113235


4.TÀI LIỆU THAM KHẢO
http://metalpedia.asianmetal.com/metal/rare_earth/recycling.shtml
http://phys.org/news/2015-08-critical-materials-rare-earthrecycling.html
http://www.hitachi.com/rd/portal/report/2014/tms/index.html
http://ceramics.org/ceramic-tech-today/reecycle-developseconomically-viable-recycling-of-rare-earths
http://www.mdpi.com/2079-9276/3/1/123/htm
https://www.youtube.com/watch?v=C9aE3DbuiME

21
SV : Nguyễn Văn Quý - 20113235



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×