Thu hồi đất hiếm từ ổ cứng máy tính

Xử lý rác thải điện tử bảo vệ môi trường

Việc thu hồi hợp chất đất hiếm từ nam châm của ổ cứng máy tính thải và từ đó chế tạo thành hỗn hợp muối đất hiếm dùng làm chất ức chế ăn mòn thân thiện môi trường cho kim loại có ý nghĩa lớn trong bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

Theo dự báo, lượng chất thải điện, điện tử phát sinh trên toàn cầu tới năm 2021 sẽ là 52,2 triệu tấn. Còn tại Việt Nam, các số liệu thống kê cho thấy tốc độ gia tăng lượng tiêu dùng mặt hàng thiết bị điện, điện tử hàng năm lên tới 20 % và đã đưa ra con số dự báo đến năm 2025 lượng chất thải điện, điện tử phát sinh ước tính là 567.000 tấn.

ThS Vũ Thị Xuân, Đại học Giao thông Vận tải, thành viên nhóm nghiên cứu cho biết: Trong nhiều năm gần đây, với sự phát triển khoa học và công nghệ, các nguyên tố kim loại đất hiếm và hợp chất của chúng ngày càng được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, nông nghiệp, quốc phòng và y học... Bên cạnh sự gia tăng về nhu cầu sử dụng kim loại đất hiếm, thì việc thải bỏ thiết bị điện tử không qua xử lý sẽ không chỉ gây ra các ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường mà còn làm cạn kiệt nguồn tài nguyên thiên nhiên không tái tạo.

Việc thu hồi kim loại đất hiếm có ý nghĩa rất quan trọng đó là tiết kiệm nguồn tài nguyên thiên nhiên không tái tạo đồng thời giảm thiểu tác động nguy hại đến môi trường.

Nguồn vật liệu thu hồi tái chế này sẽ tiếp tục được ứng dụng trong các lĩnh vực công nghiệp, cũng như xử lý các chất ô nhiễm sinh ra do hoạt động của con người. Bên cạnh đó, hợp chất muối đất hiếm đã được nghiên cứu cho thấy có khả năng ức chế ăn mòn kim loại, giúp giảm thiểu sự hao hụt kim loại, là giải pháp hữu ích trong việc làm tăng độ bền ăn mòn của công trình.

Tuy nhiên, đây là một thách thức không nhỏ vì hiện nay do Việt Nam chưa có được một hệ thống quản lý, công nghệ tái chế chất thải đặc biệt đối với thiết bị điện, điện tử hiện đại và đảm bảo môi trường.

Thủy luyện kim để thu hồi oxit đất hiếm

Theo nhóm nghiên cứu nam châm vĩnh cửu được thu thập từ các ổ cứng máy tính thải trên thị trường Việt Nam từ một số thương hiệu như Samsung, Seagate, Maxtor, Western Digital và Quantum. Phương pháp thủy luyện kim được sử dụng để thu hồi hỗn hợp oxit đất hiếm từ các nam châm vĩnh cửu – sản phẩm có độ tinh khiết cao.

Được biết, nam châm neodymium sắt boron (NdFeB) là một bộ phận của ổ cứng máy tính được dùng rộng rãi trên toàn thế giới, nó chiếm 62% thị phần của vật liệu từ trường vĩnh cửu.

Thành phần nam châm này ngoài neodymium (Nd), còn có các các nguyên tố đất hiếm khác như dysprosium (Dy) và praseodymium (Pr) được sử dụng với lượng khác nhau (tổng cộng chiếm 25 - 30% khối lượng nam châm) để có được các đặc tính từ tính cần thiết.

Bằng phương pháp phân tích EDX, ICP-MS và XRD cho thấy, sản phẩm hỗn hợp ôxít kim loại đất hiếm thu được có độ tinh khiết cao. Hàm lượng Nd chiếm >80% khối lượng các nguyên tố đất hiếm.

bằng>

bằng>

Từ đó chế tạo muối clorua đất hiếm và bước đầu thăm dò khả năng ức chế ăn mòn của hỗn hợp muối này đối với ăn mòn hợp kim nhôm làm việc trong môi trường xâm thực mạnh như NaCl 3,5%.

Hỗn hợp muối clorua đất hiếm chế tạo được thể hiện là chất ức chế hiệu quả đối với hợp kim nhôm trong môi trường NaCl 3,5%. Hiệu quả ức chế là ổn định và đều đạt trên 92% sau khoảng 168 ÷ 1.344 giờ thử nghiệm bằng phương pháp tổn hao khối lượng.

Bà Xuân chia sẻ thêm: Tiềm năng thu hồi kim loại đất hiếm trong các sản phẩm điện, điện tử nói riêng và từ các nguồn thải của quá trình tuyển quặng nói chung là rất có triển vọng, do nhu cầu sinh hoạt và phát triển công nghiệp tại Việt Nam ngày càng tăng. Việc thay thế các thiết bị cũ bằng các thiết bị mới hiện đại hơn sẽ tạo ra một lượng chất thải không nhỏ.

Đồng thời, trong quyết định 16/2015/QĐ-TTg ngày 22/5/2015 của Thủ tướng Chính phủ đã chỉ rõ cần phải thu hồi, xử lý triệt để các thiết bị điện, điện tử thải bỏ trước khi thải vào môi trường. Việc nghiên cứu, xây dựng quy trình thu hồi kim loại đất hiếm trong chất thải điện, điện tử nói riêng để có thể tái sử dụng, chế tạo sản phẩm có giá trị ứng dụng là một vấn đề thiết thực.

Mặc dù hàm lượng của đất hiếm trong các thiết bị này không lớn nhưng là yếu tố quan trọng tạo nên các đặc tính ưu việt của các sản phẩm. Việc thu hồi sẽ giảm thiểu việc khai thác quặng đất hiếm trong tự nhiên, như ta đã biết trên thế giới quá trình khai thác quặng đất hiếm gây ra sự phá hủy hệ sinh thái và làm ô nhiễm môi trường rất nghiêm trọng.

Do vậy, nhiều nước trên thế giới đã tiến hành nghiên cứu, triển khai xây dựng các nhà máy thu hồi kim loại có giá trị từ nguồn chất thải điện tử. Còn tại Việt Nam, đây là một trong những vấn đề mới rất tiềm năng, cần được quan tâm và có thêm nhiều nghiên cứu để có thể tái sử dụng các sản phẩm thu hồi.