دستگاههای الکترونیکی که هر روز از دور خارج میشوند، از جمله رایانههای قدیمی، هارددیسکها، سرورها و تجهیزات الکترونیکی صنعتی، ممکن است در درون خودشان برخی از ارزشمندترین مواد معدنی جهان را داشته باشند.
درون این تجهیزات، عناصر نادر خاکی پنهان شدهاند؛ گروهی از فلزات که نقشی حیاتی در زیرساختهای هوش مصنوعی، سامانههای انرژی تجدیدپذیر، موتورهای الکتریکی، تجهیزات پیشرفته دفاعی و بسیاری از فناوریهای کنونی و آینده دارند.
بازیابی این مواد ارزشمند همواره با دشواریهای زیادی روبهرو بوده است. به همین دلیل، بخش قابلتوجهی از این منابع از زنجیره تأمین داخلی خارج شده و در بسیاری از موارد به بازارهای خارجی راه پیدا میکنند.
اکنون شرکت Paladin Envirotech که در ایالت اوهایو فعالیت میکند، در تلاش است این روند را تغییر دهد. این شرکت قصد دارد با استخراج عناصر نادر خاکی از تجهیزات الکترونیکی دورریختهشده، مواد راهبردی را در داخل زنجیره تأمین کشور حفظ نماید و از خروج آنها به بازارهای خارجی جلوگیری کند.
بیل واسکز، مدیر عملیاتی شرکت، در بیانیهای اعلام کرد که این گسترش فعالیت با هدف تبدیل تجهیزات ازکارافتاده به منبعی راهبردی انجام میشود تا همه مواد ارزشمند در چرخه اقتصاد داخلی باقی بمانند.
اگرچه بسیاری از وسایل الکترونیکی حاوی عناصر نادر خاکی هستند، اما استخراج این مواد بهصورت اقتصادی و در مقیاس بزرگ همچنان یکی از چالشهای مهم صنعت محسوب میشود.
یکی از اصلیترین مشکلات حتی پیش از آغاز فرایند بازیافت رخ میدهد. به گفته تیم پالادین، مسئلهای به نام آخرین مایل در بازیابی زبالههای الکترونیکی وجود دارد؛ فاصلهای میان زمان بازنشستگی تجهیزات و رسیدن آنها به مراکزی که توانایی استخراج مواد ارزشمند را دارند.
برای نمونه، شرکتی را در نظر بگیرید که قصد دارد صدها هارددیسک یا سرور قدیمی خود را تعویض کند، اما صدها کیلومتر از نزدیکترین مرکز تخصصی بازیافت فاصله دارد. هزینه بالای انتقال این تجهیزات باعث میشود بخشی از این مواد وارد چرخههای بازیافت کمارزش شوند یا حتی سر از محلهای دفن زباله درآورند.
بیل واسکز همچنین تأکید کرد که در میان صنایع و نهادهای دولتی، توجه روزافزونی به ایجاد زیرساختهای مقاوم و بومی وجود دارد و این هدف از حل مشکل آخرین مایل زبالههای الکترونیکی آغاز میشود؛ جایی که هنوز مقدار زیادی از مواد ارزشمند از چرخه بازیافت خارج میشود.
در مقابل، توسعه پروژههای استخراج معدنی در داخل آمریکا ممکن است سالها و حتی دههها زمان ببرد. به همین دلیل، بازیابی عناصر نادر خاکی از تجهیزات الکترونیکی دورریختهشده بهعنوان راهکاری سریعتر و عملیتر برای تأمین این مواد مورد توجه قرار گرفته است.
ایجاد شبکهای برای جمعآوری مواد معدنی حیاتی
#یکی از بزرگترین موانع در مسیر بازیافت عناصر نادر خاکی، جمعآوری تجهیزات الکترونیکی دورریختهشده پیش از ورود آنها به چرخههای بازیافت کمارزش یا ارسال به خارج از کشور است. پالادین برای حل این مشکل، شبکه جمعآوری و پردازش خود را در نقاط مختلف آمریکا توسعه داده.
جدیدترین تأسیسات این شرکت در شهر فینیکس واقع در ایالت آریزونا حدود ۹۳ هزار متر مربع به ظرفیت پردازشی مجموعه اضافه کرده و مناطق آریزونا، نوادا، جنوب کالیفرنیا و نیومکزیکو را پوشش میدهد. علاوه بر این، سایتهای دیگری در سه ایالت دیگر نیز راهاندازی شدهاند تا یک سامانه توزیعشده برای مدیریت تجهیزات الکترونیکی دورریختهشده ایجاد شود.
این شبکه بر اساس مدل هاب و ماهواره فعالیت میکند. در این روش، تجهیزات الکترونیکی در نزدیکی محل خروج از چرخه مصرف جمعآوری و پردازش میشوند و نیازی به انتقال آنها به تعداد محدودی از مراکز متمرکز و دوردست وجود ندارد.
بازیابی عناصر نادر خاکی از تجهیزات الکترونیکی قدیمی
#جمعآوری تجهیزات الکترونیکی دورریختهشده تنها نخستین مرحله این فرایند است. استخراج عناصر نادر خاکی محبوس در این تجهیزات به فناوریهای پردازشی تخصصی و پیشرفته نیاز دارد.
فرایند بازیابی پالادین از فناوری ثبت اختراعی استفاده میکند که با همکاری پژوهشگران وابسته به مؤسسه مواد معدنی حیاتی در آزمایشگاه ملی ایمز وابسته به وزارت انرژی آمریکا و بنیاد پژوهشی دانشگاه ایالتی آیووا توسعه یافته است.
این سامانه از روشی بدون استفاده از اسید برای انحلال و استخراج عناصر نادر خاکی بهره میگیرد و قادر است موادی مانند نئودیمیوم، دیسپروزیم، پراسئودیمیوم و تربیوم را بازیابی کند. این عناصر در ساخت آهنرباهای قدرتمندی به کار میروند که در خودروهای برقی، فناوریهای دفاعی، سختافزارهای پیشرفته رایانشی و راهکارهای انرژی تجدیدپذیر کاربرد دارند.
با استخراج این مواد از تجهیزات الکترونیکی دورریختهشده مانند سرورها، هارددیسکها و رایانههای قدیمی، این فناوری میکوشد محصولاتی را که به پایان عمر مفید خود رسیدهاند، به منبع تازهای از مواد معدنی راهبردی تبدیل کند.
این رویکرد بخشی از مفهومی رو به رشد به نام معدنکاری شهری است؛ روشی که بر بازیابی مواد ارزشمند از محصولاتی تمرکز دارد که قبلاً تولید و استفاده شدهاند.
با ادامه روند افزایش تقاضا برای عناصر نادر خاکی، معدنکاری شهری میتواند منبع مکملی برای تأمین این مواد فراهم کند و در عین حال وابستگی به واردات را کاهش دهد.
با این حال، بازیافت بهتنهایی قادر نخواهد بود تمام نیازهای آینده را تأمین کند و سامانههای بازیابی در مقیاس گسترده هنوز باید نشان دهند که میتوانند در سطح ملی به شکلی کارآمد فعالیت کنند. اهمیت این موضوع از آنجا ناشی میشود که موفقیت طرحهایی مانند پروژه پالادین به میزان موادی بستگی دارد که میتوانند بازیابی کنند و اینکه آیا این مقدار میتواند سهم قابلتوجهی در تأمین نیازهای آینده داشته باشد یا خیر.
