稀土元素對於航天、國防、科技等產業至關重要,而身為世界最大生產國的中國(中共)曾揚言中止對美國出口稀土,以作為中美貿易戰中反制美國的手段。對此,美國政府已採取措施確保稀土和其它重要元素的供應無虞,其中包括研發出可從廢棄磁鐵中萃取稀土的新方法。
美國能源部所屬的橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National Laboratory)已經發明了一種程序,可以從舊硬碟和其它來源的報廢磁鐵中萃取稀土元素。他們為這種程序申請了專利,而且計劃擴大規模,為商業化的量產做準備。
這個方法的發明人之一、在橡樹嶺國家實驗室主導一個薄膜技術研究團隊的布哈夫(Ramesh Bhave)說:「我們已經開發出一種高效節能、有成本效益和環保的程序,可以取得高價值的重要材料。」
布哈夫表示,這是傳統程序的改善。傳統程序需要的設施會產生較多碳排放,需要較高資本投資和營運成本,而且會產生大量廢物。
該實驗室指出,永久磁鐵可以協助電腦硬碟讀寫資料、驅動摩打讓電動車或混合動力車可以行駛,或是協助手機將電子訊號轉為聲音等。
在新開發出來的程序中,磁鐵溶解在硝酸中,而其溶液隨後被倒入擁有聚合物薄膜的組件中。這些薄膜含有多孔的中空纖維,以及可充當化學物質的「交通警察」的萃取劑。它能形成一個具有選擇性的障礙,只讓稀土元素通過。
這種富有稀土的溶液在收集之後,可以進一步加工,以取得純度超過99.5%的稀土氧化物。這個數字相當可觀,因為一般永久磁鐵有70%是鐵,而鐵並非稀土元素。
布哈夫說:「我們基本上能完全去除鐵,只取得稀土。」萃取想要的元素而不包含不想要的元素意味著廢物較少,而廢物往往需要下游的處置。
為了確保稀土可來自更大範圍的原料,該實驗室研究人員從不同來源取得磁鐵,包括:硬碟、核磁共振成像設備、手機和電動車等,再將這些磁鐵用於萃取的程序中。
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