Recyclage des terres rares des aimants et autres matériaux

Chaque année, les grandes marques publient de nouveaux modèles de produits électroniques au monde, accompagnés d'une grande fanfare, de publicités élégamment conçues et d'une liste organisée de fonctionnalités fantaisistes. Celles-ci ont fait croire que tous les téléphones portables précédents étaient soudainement inutilisables, ou du moins dépassés. Exacerbant ce phénomène est une pratique appelée [Obsolescence planifiée ", une stratégie utilisée par les entreprises technologiques pour raccourcir artificiellement la durée de vie de leurs produits, afin que les nouveaux produits puissent obtenir plus de ventes.

L'obsolescence planifiée peut impliquer de nombreuses techniques: rendre les produits difficiles à réparer, facilement endommagés ou simplement les remplacer par de nouvelles versions, même lorsque les anciens étaient encore fonctionnels [1] . Non seulement ce processus est un mauvais service pour les consommateurs, mais il nuit également aux gens et à l'environnement; Cependant, les nouvelles techniques de recyclage peuvent fournir une solution et ces techniques méritent des recherches.

Les revenus de la vente au détail de Consumer Electronics étaient de 264 milliards de dollars en 2012, mais il devrait atteindre 461 milliards de dollars en 2021, soit une augmentation d'environ 75%. Et la demande ne montre aucun signe de ralentissement dans la décennie à venir [2]. La demande d'électronique personnelle n'a augmenté qu'au cours de la dernière décennie. Et la demande ne montre aucun signe de ralentissement dans la décennie à venir [2].

Cette demande croissante, à son tour, augmente la demande d' éléments de terres rares qui forment des composantes importantes de ces appareils. Des éléments tels que Yttrium, Europium et Terbium, par exemple, sont utilisés dans les écrans de smartphone car ce sont des phosphores; c'est-à-dire qu'ils émettent de la lumière.

Bien que ces éléments de terres rares et d'autres soient essentiels à la fonction des smartphones, l'exploration de minerais a un impact négatif sur la santé humaine, car ces éléments se trouvent souvent en contact étroit avec le thorium, qui est radioactif et un cancérogène. De plus, dans les endroits où l'exploitation minière est mal réglementée, les eaux souterraines peuvent être contaminées lorsque de grandes quantités de déchets créent des étangs d'eaux usées qui divulguent des produits chimiques dangereux tels que les métaux lourds et les acides. Les déchets et les perturbations environnementales causés par l'exploitation minière peuvent entraîner une pollution, l'érosion et l'acidification, et de nombreux déchets sont radioactifs, contribuant davantage aux dommages [3].

Une solution à ce problème est le recyclage des terres rares et des progrès significatifs ont été réalisés dans ce domaine. Par exemple, les chercheurs du Oak Ridge National Laboratory ont développé une méthode pour récupérer les métaux des terres rares des batteries en une seule étape. Ce processus utilise l'extraction de solvant assistée par membrane, dans laquelle les couches de support poreuses alternent avec des couches de membrane liquide. Ensuite, une force motrice telle qu'un gradient de concentration pousse certaines particules à travers le film liquide tout en excluant d'autres particules, séparant ainsi les composants de la substance initiale. L'application de cette technique à la séparation des éléments de terres rares des aimants est particulièrement efficace car elle transforme un processus auparavant long et coûteux en une technique relativement simple, et peut être moins cher que l'exploitation du nouveau minerai [4].

Les aimants contiennent environ 33% des éléments des terres rares, ce qui apporte un énorme retour sur investissement pour la technologie de recyclage. Par conséquent, la technologie de récupération des éléments de terres rares se concentre principalement sur les aimants. Cependant, il y a plus de travail à faire pour le recyclage. Outre les aimants, différents éléments de terres rares se produisent dans d'autres parties de l'électronique pour l'exemple, dans les écrans de téléphone portable. La recherche doit être effectuée sur des techniques pour extraire des éléments de terres rares de ces autres composants. Ce domaine de recherche est un domaine essentiel qui a besoin de plus de ressources qui y consacrent. Plus il y a d'éléments qui peuvent être récupérés dans un ancien téléphone portable, plus le coût environnemental de la production d'un nouveau.

Grâce à des recherches continues, de plus en plus de stratégies de recyclage pour les anciens équipements et les matériaux peuvent être développées. Avec les progrès de ce domaine et des recherches futures, le prochain smartphone publié lors de la conférence technique ne sera pas si nouveau après tout. Ses composants de base peuvent être restaurés à partir de ces derniers appareils [obsolètes.

Référence:

[1] Hadhazy, Adam. [Voici la vérité sur «l'obsolescence planifiée» de la technologie. »BBC Future, BBC, 12

Juin 2016, www.bbc.com/future/article/20160612-Heres-the-truth-about-the-planned-obsolescence-of-toch.

[2] Vailshery, Lionel. [US Consumer Electronics Industry Retail Mayue 2012-2021. "22 janvier 2021,

www.statista.com/statistics/641924/us-consumer-electronics-technology-etail-market-size/.

[3] Ives, Mike. [Boom dans l'exploitation minière des terres rares poses les risques toxiques montants. "Yale Environment 360, 28

Janvier 2013, e360.yale.edu/features/boom_in_mining_rare_arths_poses_mouting_toxic_risks.

[4] Deshmane, Vishwanath G et al. [Récupération sélective d'éléments de terres rares à partir d'un large éventail de

Les déchets électroniques et l'évolutivité des processus de l'extraction des solvants membranaires. " Environmental Science & Technology, Vol. 54, 17 décembre 2019, doi: 10.1021 / acs.est.9b05695.