اكتشاف طريقة مبتكرة لإعادة تدوير المعادن الأرضية النادرة من مصابيح الفلورسنت المستهلكة!

طور الباحثون تقنية رائدة لاستخراج المعادن الأرضية النادرة من مصابيح الفلورسنت المهملة، مما يوفر وسيلة جديدة لإعادة تدوير هذه المواد القيمة. يعمل النهج الجديد، الذي يستخدم التحليل اللوني الممغنط، على تبسيط عملية جمع الفوسفورات الأرضية النادرة، وهي خطوة رئيسية نحو إعادة استخدام أكثر استدامة لهذه الموارد الحيوية.

تحتوي مصابيح الفلورسنت على الزجاج والزئبق بالإضافة إلى معادن أرضية نادرة ثمينة ضمن طبقاتها الفوسفورية. تعتبر هذه المعادن السبعة عشر، المعروفة بخصائصها الفريدة، ضرورية في العديد من تطبيقات التكنولوجيا المتقدمة بما في ذلك السيارات الكهربائية والرقائق الدقيقة. ومع ذلك، فإن ندرتها والتحديات في استخراجها من النفايات أدت إلى الحد من جهود إعادة التدوير.

وإدراكًا للحاجة إلى طريقة إعادة تدوير يسهل الوصول إليها، استكشف فريق بقيادة لورا كوجر وماتياس فرانزريب إمكانية الاستفادة من الخصائص المغناطيسية الطفيفة للعناصر الأرضية النادرة لفصلها عن المكونات الأخرى. تقدم دراستهم، المنشورة في مجلة ACS للكيمياء والهندسة المستدامة، إثباتًا لمفهوم استخدام اللوني الممغنط لعزل هذه المعادن بكفاءة من حطام مصابيح الفلورسنت المستهلكة.

وتتضمن العملية تطبيق مجال مغناطيسي خارجي على عمود مملوء بشبكة من الفولاذ المقاوم للصدأ، يتم من خلالها تمرير خليط يحاكي محتويات مصابيح الفلورسنت القديمة. يشتمل هذا الخليط على فوسفورات أرضية نادرة مغناطيسية ضعيفة، وأكسيد السيليكا غير المغناطيسي (الزجاج المقلد)، وجسيمات نانوية من أكسيد الحديد مغناطيسية قوية (تمثل الأجزاء المعدنية). يتسبب المجال المغناطيسي في التصاق الفوسفور وجزيئات الحديد النانوية بالشبكة، مما يسمح بغسل الباقي.

أدى المزيد من التحسين في الطريقة إلى تمكين الفريق من إطلاق الفوسفورات التي تم التقاطها بشكل انتقائي عن طريق تقليل قوة المجال المغناطيسي تدريجيًا، مما حقق معدل استرداد مثير للإعجاب بنسبة 93% للمواد الأرضية النادرة. على الرغم من أن هناك حاجة إلى خطوات إضافية لعزل العناصر الأرضية النادرة الفردية وتكييف التقنية للاستخدام الصناعي على نطاق واسع، فإن هذه الطريقة تمثل تقدمًا كبيرًا في إعادة تدوير المعادن الأرضية النادرة.

لا يوضح نهج إعادة التدوير المبتكر هذا الذي اتبعه كوجر وفرانزريب وزملاؤهما طريقة مجدية لاستعادة المعادن الأرضية النادرة من النفايات الإلكترونية فحسب، بل يضع أيضًا الأساس لمزيد من ممارسات إعادة التدوير الصديقة للبيئة. وبدعم من مؤسسة الأبحاث الألمانية، يمهد هذا البحث الطريق لتحويل مصابيح الفلورسنت القديمة إلى موارد قيمة للتكنولوجيات الجديدة، مما يساهم في مستقبل أكثر استدامة وأكثر إشراقا.