Recykling metali ziem rzadkich

Metale ziem rzadkich (ang. rare earth elements) to grupa zwyczajowa 17 pierwiastków - tych wchodzących wchodzących w skład grupy lantanowców oraz dwóch skandowców - skandu i itru. Obecnie ich zastosowania możemy odnaleźć w prawie każdej dziedzinie życia. Magnesy produkowane z metali ziem rzadkich wykorzystywane są zarówno w dużych silnikach (stosowane są na przykład w silnikach elektrycznych, które zyskują nieustannie na popularności), jak i w naszych telefonach (głośniki) czy dyskach twardych. Ponadto związki metali ziem rzadkich są używane do produkcji kolorowych luminoforów, które nadają kolor używanym dziś bardzo często diodom LED. Prócz tych zastosowań znajdziemy je w wielu rodzajach laserów, pełnią rolę katalizatorów w procesie destylacji ropy naftowej. Na dodatek nieustannie przybywa nowych pomysłów na ich wykorzystanie. Jednym zdaniem - są naprawdę potrzebne i użyteczne.

Może więc lekko przestraszyć myśl, że stanowczą większość ich wydobycia kontroluje jeden kraj, a bez dalekosiężnej zapowiedzi potrafiła się już znacząco zmniejszać ich podaż. Krajem tym są Chiny - w Państwie Środka wydobywa się bowiem stanowczą większość światowej produkcji tych surowców. W okolicach roku 2010 produkcja Chin wynosiła powyżej 90% światowego wydobycia. Kryzys handlowy, podczas którego z roku na rok ograniczono o ponad 40% chiński eksport, spowodował że na nowo otwarto kopalnie w Australii i USA^[1].

Europa jednak nie ma tak komfortowej sytuacji - bowiem na jej terenie nie wydobywa się na szerszą skalę tych surowców. Jej nadzieją jest więc recykling i odzyskiwanie surowców z zasobnych w metale ziem rzadkich odpadów. Jednakże ta gałąź recyklingu dopiero raczkuje - z uwagi na trudność separowania związków ze standardowo przygotowanego do obróbki złomu elektroniki oraz z uwagi na to, że część materiałów po prostu nigdy nie trafia do odpowiedniego miejsca przeróbki, jedynie około 1% metali ziem rzadkich jest obecnie odzyskiwana ponownie!^[2] W ostatnich latach opracowano między innymi różne metody odzyskiwania metali ziem rzadkich z magnesów, które pozwoliły na odzyskanie do około 97% pożądanych związków. Jest to o tyle ważne, że, dla przykładu, w jednej turbinie wiatrowej znajdziemy magnesy zawierające około 600 kilogramów metali ziem rzadkich, a w silniku Toyoty Prius około kilograma^[3]. O ile prężne badania pomogły znaleźć rozwiązanie tego problemu, to wiele innych pozostaje jeszcze nierozwiązanych, bądź obecne rozwiązania są dalekie od długofalowo potrzebnych.

Gdybyście więc szukali dla siebie bardzo ciekawego i przyszłościowego kierunku badań, być może związki zawierające metale ziem rzadkich są gałęzią materiałów, którym powinniście się przyjrzeć.

Źródła i dodatkowe materiały:
[1] https://geology.com/articles/rare-earth-elements/
[2] https://www.europarl.europa.eu/…/LDM_BRI(2013)130514_REV1_E…
[3] https://www.recyclingtoday.com/…/rare-earth-metals-recycli…/
4. https://www.scientificamerican.com/…/dont-panic-about-rare…/
5. http://www.eurare.eu/about.html
6. https://resource.co/…/rare-earth-recycling-how-can-we-keep-…
7. http://www.ree4eu.eu/
8. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01420122
9. https://www.ars.usda.gov/oc/images/photos/jun05/d115-1/