Редкий металл для мобильных телефонов
Обновлено: 05.07.2024
Кобальт, литий, неодим, индий, а также золото или серебро… Эти химические элементы более или менее « Рареш стали необходимы для функционирования новых технологий. Несмотря на их редкость и стратегическое значение, каналы переработки этих металлы еще недостаточно развиты.
С одной стороны, какой самый дорогой телефон в мире? Наверняка вы хотите знать, какой самый дорогой телефон в мире, и эта честь принадлежит Falcon Supernova iPhone 6 Pink Diamond, мобильному телефону, произведенному американским люксовым брендом Falcon.
С другой стороны, каковы основные редкие металлы?
Примеры включают кобальт, вольфрам, литий, ртуть, тантал, ниобий. В эту категорию входит особое семейство под названием «редкоземельные элементы». Это лантаноиды периодической таблицы элементов 2 , к которому добавляются иттрий и скандий.
Какой редкий материал присутствует в наших смартфонах для хранения данных, откуда они извлекаются? Помимо золота и серебра, необходимых для производства компонентов микроэлектроники, мобильные телефоны содержат много редких металлов. У Китая есть фактически монополия на сурьму и галлий, два основных сырья для производства электронных чипов.
Итак, какая руда для ноутбуков? Колтан, важный минерал для наших планшетов и смартфонов: это факты. Минералы добываются в праздничной атмосфере рабочими, которые трудятся, очищая их 7 дней в неделю.
Какой самый дорогой телефон в мире в 2021 году?
1. iPhone 6 Falcon Supernova Pink Diamond - 48,5 миллиона долларов. Самый дорогой телефон в мире - Falcon Supernova iPhone 6 Pink Diamond Edition стоимостью 48,5 миллиона долларов.
Какой самый лучший в мире бренд телефона?
Согласно нашей подборке, лучшие бренды смартфонов года — Apple, Samsung и Huawei.
Какой самый дорогой телефон в мире в 2020 году?
№1: iPhone 6 Falcon Supernova - 44,5 миллиона евро.
Какой металл в мире самый редкий?
Скандий — очень необычный металл. Классифицируемый как «редкоземельный», как иттрий или лютеций, это металл серо-белого цвета, мягкий и очень легкий. Скандий относительно широко распространен в различных рудах, но в незначительных количествах.
Какой металл самый дорогой в мире?
Малоизвестный широкой публике, но пользующийся большим спросом в автомобильной промышленности благодаря своей способности ограничивать загрязнение окружающей среды, родий недавно стал свидетелем резкого роста своей цены до такой степени, что стал считаться «самым дорогим металлом в мире». Он также используется в химикатах и ювелирных изделиях.
Где в мире встречаются редкоземельные элементы?
Основные участки редкоземельных ресурсов расположены в Китае: Баян-Обо, в 135 км к северо-западу от Баотоу (крупнейший в мире), провинция Шаньдун и провинция Цзянси.
Как называется материал, используемый в конденсаторах наших смартфонов, добыча которого лежит в основе гражданской войны?
Колтан находится в центре войны в Демократической Республике Конго (ДРК), одного из самых смертоносных конфликтов со времен Второй мировой войны, в результате которого погибло более 6 миллионов человек.
Из каких компонентов состоит смартфон?
Каков состав моего телефона?
- 50% различного пластика (раковина, ключи и т.д.),
- 15% меди (разъемы, батарея и печатная плата),
- 15% стекло (экран и разъемы),
- 4% кобальта или лития (аккумулятор),
- 4% чистого углерода (аккумулятор,
- 3% черных металлов,
- 2% никеля (батарея),
Что такое редкоземельные элементы?
Редкоземельные металлы — это металлы и соединения металлов, используемые в большом количестве высокотехнологичных производственных процессов, в частности, в недавних или «будущих» технологиях: экраны, мобильные телефоны, энергосберегающие лампочки, гибридные автомобили, роторы ветряных турбин, ракеты, медицинская визуализация. .
Из каких компонентов состоит мобильный телефон?
Сколько материала нужно для изготовления 5-дюймового смартфона?
Для изготовления ОДНОГО смартфона требуется 70 кг сырья, такого как пластик, медь, кобальт, литий, никель, цинк, золото и т.д.
Как сделать сотовый телефон?
Производство сотовых телефонов
Ноутбук содержит 63% пластика и металлов всех видов. Никель, цинк, железо, медь…. . Эти шахты часто опустошают ландшафт и локально загрязняют почву и воду, руды затем очищаются, перерабатываются и транспортируются.
Какой самый дорогой телефон 2022 года?
Смартфон Diamond Crypto продан за 1,3 миллиона долларов. Он окружен платиновым основанием и состоит из белого и розового золота в сочетании с 50 бриллиантами по бокам. Он также украшен 10 редкими голубыми бриллиантами.
Какой смартфон лучший в 2021 году?
Редкий и очень важный индий для ваших смартфонов
Современный мир нуждается в редкоземельных элементах, функцию которых не может выполнить другое сырье. Или по крайней мере не может выполнить достаточно эффективно по сравнению с тем, что есть у нас сегодня — от бытовой электроники до энергетики и военного оборудования. Индий является одним из таких элементов — ключевым в производстве современных сенсорных экранов для мобильной электроники.
Казалось бы, рассчитать, когда возникнет нехватка того или иного материала, не так уж и сложно: просто вычисляем, сколько материала находится в земной коре, делим на годовое потребление промышленностью — и понимаем, когда запасы могут быть исчерпаны.
Но большинство редкоземельных элементов под поверхностью находятся в настолько следовых количествах, что определить их запасы практически невозможно. К тому же многие известные источники или залежи слишком сложно и дорого разрабатывать: полученный выхлоп не окупится.
Марганец, например, в огромном количестве залег на дне Мирового океана — там сотни миллиардов тонн. Однако добывать глубоководные ресурсы сегодня сродни путешествию в космос: дорого и нецелесообразно.
Добыча других редкоземельных элементов часто связана с работой с рудой, содержащей радиоактивный уран и торий. К ним тоже просто так не подступишься, нужна специальная обработка и хранение.
Поэтому многие РЗЭ сегодня не добывают напрямую, они скорее являются побочным продуктом добычи других ресурсов. Герой нашей сегодняшней публикации — индий — мягкий серебристый элемент, который получают при рафинировании свинца или цинка.
Вообще, запасы индия в земной коре, по оценкам специалистов, составляют 0,05 части на миллион. Он оказывается более распространенным, чем серебро, но разбросан настолько широко, размазан таким тонким слоем, что не встречается в достаточно высоких концентрациях для образования полезных залежей.
Каждый день с индием
Взаимодействуем с плодами существования индия мы каждый день. В сплаве с оловом и кислородом он превращается в прозрачный материал, который содержится в экранах всех современных мобильников. Этот оксид обладает хорошей электропроводностью, что обеспечивает сенсорные возможности (и прозрачность) для наших наладонников. Но использовать его начали задолго до этого.
К слову, с Индией у индия никакой связи нет. Просто ученые сперва изобрели спектроскоп, который позволял им отличать химические элементы друг от друга путем анализа их индивидуального спектра при нагреве. Немецкие химики Райх и Рихтер изучали спектр цинковой обманки в поисках теллура, а наткнулись на линию металла голубого цвета, которая в 1863 году еще не встречалась. Собственно, цвет индиго и вдохновил на название «индий».
Сперва индий использовали в качестве материала покрытия, а в 1930-х начали в промышленных масштабах применять в стоматологических сплавах, а позже — в военных самолетах времен Второй мировой войны для защиты подшипников в двигателях от коррозии.
По-настоящему важным индий стал в производстве тонких пленок из сплава оксида индия и олова. Сенсорные экраны представляют собой сэндвичи, в которых и нашлось применение новому сплаву. Тонкая пленка оксида индия-олова укладывается на стеклянную основу и сверху прикрывается защитным стеклом. Пленка прозрачная и проводит ток. Первое важно для того, чтобы пользователь мог рассмотреть через этот полупроводник информацию, второе — потому что сенсорный экран должен регистрировать изменение напряжения на своей поверхности, когда к ней прикладывают палец.
Кожа человека — это тоже хороший проводник электричества. Когда кожа соприкасается с емкостным экраном, возникает утечка тока. Датчики регистрируют изменение напряжения, передают информацию на контроллер, который и вычисляет координаты точки касания.
За долгие годы совершенствования технологий сенсорные экраны прошли путь от резистивных (когда нажатие следовало делать с усилием, чтобы токопроводящие слои соприкасались) до емкостных. И количество способов укладки и уменьшения слоев в последних также снижалось. Однако как сам принцип, так и важность пленок из оксида индия-олова остаются незыблемыми.
Кроме того, пленки из сплава используются в антибликовых покрытиях, в дисплеях в качестве проводящих прозрачных электродов, в органических светодиодах, в антистатических покрытиях и для экранирования от электромагнитных помех.
Замечали ли вы, что ветровые стекла в кабине пилотов Airbus порой выглядят так, словно в них разлили масло? На самом деле эта переливающаяся радуга создается нанометровым токопроводящим покрытием из оксида индия-олова — чтобы ветровое стекло не замерзало.
Новые телекоммуникационные сети создают спрос на индий. Точнее, на фосфид индия. Компания Infinera использует это соединение в качестве основного технологического материала для производства фотонных интегральных схем для оптической телекоммуникационной отрасли, лазеров и ресиверов. С его помощью добиваются передачи сигналов по оптике на расстояния более 5 тыс. километров.
Редкий — значит дефицит?
Учитывая важность индия, любой его дефицит влечет за собой повышение цен. Всего в мире добывается около 900 тонн индия в год, больше половины — в Китае. Также его добывают в Канаде, Южной Корее, Тайване и Японии. И единственное событие может иметь катастрофические последствия для стоимости индия.
Например, в период с 2002 по 2005 год цена на индий взлетела с $100 за один килограмм до примерно $1000. Триггером послужило закрытие крупного нефтеперерабатывающего завода во Франции. По данным на 2019 год, килограмм индия стоил около $390.
Как уже говорилось выше, индий — это побочный продукт добычи цинка. Образующиеся в ходе процесса его производства индийсодержащие отходы собирают, выщелачивают в нескольких стадиях с определенным количеством химикатов, добавляют растворителей, осаждают индий в этом растворе, а затем с помощью электролитического рафинирования получают конечный продукт.
Эти тонкие пленки практически не имеют коммерчески доступных заменителей. Но может ли миру грозить дефицит индия? Ученые и эксперты сомневаются. Да, элемент редкий, однако одним относительно простым решением для увеличения объемов производства может быть увеличение доли цинковых заводов, которые производят индий. Обычно плавильному заводу нужно от 2 до 5 лет, чтобы установить новые мощности.
Альтернативой увеличению мощностей является переработка и повторное использование индия. Бо́льшая его часть сегодня задействована в пленках оксида индия-олова. Но когда смартфон выбрасывают, извлекать это пускай и важное, но ничтожно малое количество индия оказывается финансово нецелесообразно: настолько нас пока не прижало.
Специалисты прогнозируют, что через 20—30 лет имеющееся предложение может с трудом поспеть за возросшим спросом. К тому моменту цены на индий вырастут, что сделает его добычу более привлекательной и спровоцирует рост предложения.
Есть о чем рассказать? Пишите в наш телеграм-бот. Это анонимно и быстро
Перепечатка текста и фотографий Onlíner без разрешения редакции запрещена. nak@onliner.by
Монополия Китая на редкоземельные металлы. Как Штаты хотят ее расшатать
Металлы, известные как редкоземельные элементы, используются в большом разнообразии электроники. Смартфоны, электромобили и ветряные турбины, военная техника. А потому в мире, который полагается на высокие технологии, растет обеспокоенность по поводу обеспечения доступа к этому ресурсу. Особенно на фоне обострения торговой войны между США и Китаем и растущего спроса. Поднебесная уверенно доминирует в мировом производстве и запасах редкоземельных элементов.
Что такое РЗЭ и где они применяются?
Редкоземельные элементы (или металлы) не такие уж и редкие. Встречаются уж куда чаще золота. Их всего 17 видов, они тут и там разбросаны в больших количествах по миру. Беда лишь в том, что разбросаны они неравномерно, концентрация в залежах их может быть чересчур рассеянной, а потому и экономически добывать их далеко не всегда выгодно.
К тому же добывать и разделять РЗЭ совсем не просто — они схожи между собой по химическим свойствам. Для этого нужны соответствующие технологии, доводка в лабораторных условиях и слегка развязное отношение к окружающей среде. Часто добыча в шахтах связана с радиоактивными элементами, а потому сточные воды из них загрязнены со всеми сопутствующими последствиями.
США долгие годы были лидером по производству редкоземельных металлов. Но под нажимом «зеленых» и из-за низкого желания инвестировать в этот рынок отрасль сейчас там находится в полуживом состоянии. Рынок слишком непрозрачен, волатилен, разработка месторождений трудоемкая и затратная.
Горнодобывающий район Баян-Обо является одним из самых промышленно загрязненных районов мира. Здесь еще сто лет назад обнаружили залежи редкоземельных металлов, тут сконцентрированы самые крупные из их известных запасов.
Рабочий выпаривает кристаллы из электрофильтра промышленного масштаба на первой стадии переработки редкоземельных элементов. Кристаллы содержат повышенную концентрацию оксидов редкоземельных элементов, которые затем подвергаются дальнейшей очистке до достижения приемлемой концентрации. Фото: Toby Smith
С каждой добытой тонной редких металлов выбрасываются около 10 000 кубометров отработанного газа, фтористоводородной и серной кислоты, диоксида серы и т. д. Так выглядит токсичное озеро. Из одной тонны редкоземельных элементов образуется 75 тонн кислых сточных вод — смесь из кислот, тяжелых металлов, канцерогенов и радиоактивных материалов. Фото: Toby Smith
Завод по переработке редкоземельных элементов с центрифугами концентрирует редкоземельную руду для промышленного применения перед ее сушкой в порошкообразную форму. Фото: Toby Smith
Но как бы мало ни было редкоземельных металлов и как бы сложно ни было их добывать, они крайне нужны высокотехнологичному миру. Вот лишь некоторые примеры их применения.
Самарий в сплавах используют для производства сверхмощных магнитов. В потребительских товарах его можно найти в электрогитарах, где магнитный адаптер преобразует колебания струн в электрический сигнал. Также самарий содержится в регулирующих стержнях ядерных реакторов, так как он хорошо улавливает тепловые нейтроны и не выгорает. Оксид самария нашел применение в хороших огнеупорных материалах
Скандий в сплаве с алюминием используется при создании спортивного инвентаря — бейсбольных бит, рам и компонентов велосипедов. Этот же сплав используется в создании второстепенных компонентов аэрокосмической промышленности. Например, применялся в российских военных самолетах МиГ-21 и МиГ-29.
Неодим широко используется для создания мощных постоянных магнитов в сплаве с бором и железом. Неодимовые магниты используются в динамиках и наушниках, смартфонах и аппаратах для магнитно-резонансной томографии. Популярная игрушка неокуб состоит из шарообразных неодимовых магнитов.
Где находятся запасы РЗЭ?
Американская геологическая служба насчитала, что всего резервы редкоземельных элементов на планете составляют не меньше 120 млн тонн. Они относительно обильны в земной коре, но минимальная концентрация залежей для экономически обоснованной добычи меньше, чем в случае с другими рудами.
Китай располагает самыми большими разведанными запасами РЗЭ (44 млн тонн) и самым большим их производством (132 000 тонн в год). Буквально доминирует на рынке, если учесть, что общемировое производство составило 210 000 тон в 2019 году, а мировые запасы — 120 млн тонн.
Ближайшие конкуренты Китая — это США (26 000 тонн в год), Мьянма (22 000 тонн), Австралия (21 000 тонн). Есть еще пул совсем небольших добытчиков, среди которых Россия и Индия, произведшие менее 3000 тон за 2019 год.
Но уровень добычи не всегда связан с уровнем запасов. На территории Бразилии и Вьетнама, например, находятся залежи по 22 млн тонн РЗЭ в каждой. Однако добыча в этих странах не превышает 1000 тонн в год. Наибольшие запасы сосредоточены в том же Китае — 44 млн тонн, еще 12 млн тонн — в России, 6,9 млн тонн — в Индии. Миллионами тонн исчисляются залежи в Гренландии, Австралии, США.
Размер рынка редкоземельных элементов в 2019 году оценивался в $13,2 млрд. Ожидалось, что с постепенным ростом на почти 11% в год этот рынок увеличится до $19,8 млрд к 2026 году.
Ценовой кризис из-за монополии
Впервые массовая аудитория обратила внимание на редкоземельные металлы в 2011 году, когда цены на них достигли невероятных высот. Килограмм неодима, который используют в производстве наушников и гибридных электромобилей, в начале десятилетия стоил $42, через год — $283. Цена выросла почти в семь раз. На килограмм самария, необходимый в том числе для ракет, цена выросла с $18,5 до $146.
Тогда РЗЭ получили огромную огласку и стали известны широкой публике. Это было время, когда Китай ввел экспортные ограничения, а мир встревожился, что рынок высоких технологий может пострадать от дефицита предложения.
Кризис был интенсивным, но недолгим. Вскоре цены так же резко упали. Но осадочек остался. Мир был потрясен тем, насколько сильно он зависит от китайского производства и экспорта. Да, взлет цен был экстремальным. Вот только потребители его вряд ли заметили, так как РЗЭ во многих товарах используются только в следовых количествах. За редкими исключениями, как, например, в случае с гибридным авто Toyota Prius, для которого производителю нужен килограмм неодима.
На фоне этого американская Molycorp повторно активировала единственный в США рудник по добыче РЗЭ в Маунтин-Пассе. Но после падения цен в 2015 году компания обанкротилась. За время этого ценового кризиса в мире открылось более 400 потенциальных проектов, началась настоящая охота за сокровищами, геологоразведочный бум. Спекулянты и неопытные инвесторы скупали акции небольших горнодобывающих компаний.
Китай решил разыграть свое монопольное положение и своими же руками едва не создал себе конкурентов, переоценив свой долгосрочный стратегический план в отношении индустрии РЗЭ. Все-таки мировое потребление этого ресурса не столь велико. И одна-две альтернативные точки добычи и переработки на планете вполне могут обесценить целую пускай небольшую, но стратегически важную индустрию.
От монополии придется уйти
Китайская экономика меняется. От экспортно-ориентированной она все больше отходит в сторону потребительско-ориентированной. И экспорт РЗЭ будет продолжаться до тех пор, пока их производят сверх внутренних способностей.
По состоянию на 2018 год 80% РЗЭ, которые поставлялись в США, поступали из Китая. На фоне торговой войны между этими странами, которую разогрела администрация Трампа, в полный рост встал вопрос о зависимости американской экономики в этом сегменте от одной точки отказа.
В Штатах есть лишь одна действующая шахта, где добывают редкоземельные металлы. Она находится в Калифорнии, в Маунтин-Пассе. Перерабатывающее предприятие там было построено еще в 1950-х годах. После банкротства Molycorp его в 2017 году приобрела компания MP Materials. Модернизация ведется, а всю руду, что там сейчас откапывают, отправляют на переработку опять же в Китай.
В 2020 году администрация Трампа выделила $209 млн на поддержку добывающей отрасли. В финансирование частных компаний, которые ведут разработку редкоземельных металлов в Техасе и Калифорнии, вложилось министерство обороны США, а Пентагон инвестировал почти $30 млн в фирму, которая перерабатывает электронный мусор и добывает из него РЗЭ. Но пока ни одна из этих компаний не начала обрабатывать металлы в значительных количествах.
Аналитики отмечают, что в рамках свободного рынка и без значительной государственной поддержки на первых этапах отстроить отрасль практически невозможно. Порог входа на рынок крайне высок, а Китай доминирует на всех этапах — от добычи до производства конечной продукции с высокой добавленной стоимостью.
Китай начал развивать эту отрасль еще 30 лет назад, накопил огромный багаж опыта и знаний, а также когорту высококвалифицированных специалистов, которых трудно найти где-либо еще.
Да, редкоземельные элементы являются ценным товаром. Но сырая руда и рудные концентраты — это наименее ценные формы их существования. Окиси и сырье бесполезны для производителей оригинального оборудования. Они не умеют превращать их в металлы, сплавы и соединения.
Чтобы повторить успех Китая, нужно создать целую цепочку жизненного цикла РЗЭ, которая заканчивается в виде ценных компонентов или готовой продукции. Если рынок руды оценивается в миллиарды, то рынок товаров из РЗЭ оценивается в триллионы долларов.
В 1970-х годах Китай занимался лишь экспортом концентратов РЗЭ. Спустя 20 лет в стране уже производили магниты, люминофоры и полировальные порошки с применением редкоземельных металлов. Столь полной производственной цепочки нет ни у кого в мире. И создать ее по щелчку пальцев невозможно.
А потому на создание собственной цепочки от добычи до конечного продукта уйдут долгие годы, много инвестиций. И не факт, что результат окажется успешным.
— Мы полагаем, что потребуется почти десять лет, чтобы довести проект по редкоземельным элементам от первой идентификации минерала до производства, — считает Дэвид Мерриман из компании по анализу товаров Roskill. Так он прокомментировал амбициозные задумки Штатов полностью закрыть потребности в РЗЭ своими силами.
Что входит в состав смартфона – содержание химических элементов
Смартфонов не существовало бы, если бы не несколько химических элементов, которые используются для изготовления компонентов электронных устройств.
Их используют также в военной промышленности, например, для производства радаров, лазеров, систем наведения ракет и реактивных двигателей. Они находят применение в медицинской отрасли, где используются, в частности, в лазерной терапии, лучевой терапии, методах диагностики (рентген, МРТ).
Медь в смартфоне – около 8,75 грамма
Медь – основа для создания процессоров, полупроводников и печатных плат. Микросхемы и печатные схемы содержат медь из-за её очень хорошей электропроводности, а радиаторы изготавливаются из меди из-за очень высокого коэффициента рассеивания тепла.
Раньше медь активно использовалась для производства электронных ламп и ЭЛТ-мониторов.
Кобальт в смартфоне – около 3,81 грамма
Ферромагнитный материал необходим для производства батарей и аккумуляторов. Кобальт применяют также в авиации, космонавтике, энергетике, нефтехимии и химии, его можно встретить в магнитах и магнитных лентах, используемых в качестве носителей данных.
Кобальт в чистом виде не встречается в природе, его получают при обработке руд никеля и меди. До XIX века использовался как синий краситель.
Железо в смартфоне – около 3 грамм
Сплавы железа используются для изготовления элементов корпуса и аккумулятора, так что мы найдём его в любом смартфоне. Отличается высокой прочностью и устойчивостью к окислению. Учитывая текущий тренд на рынке, все больше компаний использует сплавы железа в производстве своих устройств.
Олово в смартфоне – около 1 грамма
Один из самых важных компонентов современной электроники. Олово ценится за свои физические свойства, доступность и низкую стоимость, а используют его, в основном, для выполнения паяных соединений на материнских платах смартфонов, планшетов, ноутбуков и любых других электронных и электрических устройств.
Тантал в смартфоне – около 0,4 грамма
Тантал получается при переплавке колтана. Отличается очень высокой прочностью, поэтому используется для изготовления небольших, но мощных электролитических конденсаторов, которые, в свою очередь, устанавливаются в смартфоны, компьютеры и оборудование оборонного и космического применения.
Из-за высокой устойчивости к воздействию кислот и щелочей, тантал используется для изготовления химической аппаратуры.
Серебро в смартфоне – около 0,25 грамма
Из-за высокой электропроводности, серебро используется для производства проводников, переключателей, контактов и предохранителей в электронных устройствах.
Серебро можно также встретить на некоторых печатных платах, а также в некоторых типах аккумуляторов. Кроме того, имеет применение в кинематографии, при строительстве космических аппаратов или панелей солнечных батарей.
Золото в смартфоне – около 0,024 грамма
Золото отличается высокой электропроводностью и устойчивостью к коррозии. Используется при производстве проводников, переключателей и кнопок, оперативной памяти, материнских плат, кабелей.
Золото используют также для защиты шлемов астронавтов, для лечения артрита, в стоматологии и ортодонтии. Золото применяется, например, как электропроводка в ядерных экспериментах.
Палладий в смартфоне – около 0,009 грамма
Палладий весьма пластичен и устойчив к коррозии. В основном, его используют для производства электродов, а также в качестве сырья для изготовления проволоки, прутков и специальных клемм и проводов, которые затем используют в телефонах или телевизорах.
Палладий можно также встретить в автомобильных катализаторах, в фотографической промышленности, хирургии, стоматологии и при производстве ювелирных изделий и часов.
Резюме – металлическая ценность смартфона
Зная состав обычного смартфона, можно сделать интересные расчеты. Сумма всех перечисленных ранее элементов в одном устройстве составляет около 18 грамм.
Если предположить, что в каждом домашнем хозяйстве имеется 2 неиспользуемых смартфона, учитывая количество всех хозяйств – около 49 млн., получаем довольно внушительную сумму.
Оказывается, что в России лежит около 100 миллионов неиспользуемых мобильных телефонов, а содержащиеся в них ресурсы имеют ценность почти 4 миллиарда рублей!
Поэтому любое неиспользуемое или неисправное электронное оборудование стоит отдать профессиональной компании, занимающейся утилизацией – это позволит восстановить дорогие материалы и позаботиться об окружающей среде.
Как редкоземельные металлы используются в электронике и технике
Редкоземельные металлы составляют группу из 17 элементов. Они нашли свое применение во многих технических изделиях, включая смартфоны, бытовую технику (телевизоры, компьютеры, объективы фотоаппаратов), электромобили, ветровые турбины, медицинскую и военную технику. Некоторые из этих элементов очень редкие, другие распределены в небольших количествах по разным уголкам мира. Главная проблема редкоземельных металлов в том, что их добыча является экологически опасной, а обработка весьма дорогостоящей.
Список редкоземельных металлов и их названия
К редкоземельным металлам (сокращенно — РЗМ) относят:
10) празеодим (Pr);
В iPhone содержится 8 различных редкоземельных металлов, в некоторых других смартфонах их насчитывается 16 (за исключением радиоактивного прометия). В мобильных устройствах они отвечают за яркость экрана (тербий и диспрозий), ударопрочность, отклик тачскрина и вибрацию (неодим и диспрозий). Редкоземельные металлы также присутствуют в микросхемах и динамиках. И это только небольшая сфера их использования.
Применение редкоземельных металлов в технике
Выше мы разобрали, что такое редкоземельные металлы. Теперь рассмотрим вопрос о том, как они используются в технике и электронике.
• Неодим требуется в производстве мощных магнитов для жестких дисков и динамиков. Также находит применение в электромобилях и ветровых турбинах.
• Лантан применяется в фотокамерах и телескопических объективах, студийном освещении и кинопроекции, в аккумуляторах и водородных хранилищах.
• Церий необходим в автомобильных каталитических нейтрализаторах: он дает им возможность работать при повышенных температурах. Помимо этого, играет ключевую роль в конвертерных химических реакциях, а также в переработке сырой нефти.
• Празеодим нужен для разработки усиленных металлов и стекол, авиационных двигателей и защитных масок для сварщиков и стекольников.
• Гадолиний используется в дисплеях, рентгеновских системах и МРТ-аппаратуре.
• Иттрий, тербий и европий требуются при создании дисплеев телевизоров и компьютеров, энергоэффективных лампочек и люминесцентных ламп, а также для создания стержней управления реакторами.
Помимо индустрии электроники в значительной степени от редкоземельных металлов зависят еще две отрасли — электрический автопром и ветроэнергетика. Компания Tesla создает двигатели с постоянными магнитами на основе неодима и празеодима.
Электродвигатели с содержанием редкоземельных металлов отличаются легкостью, мощностью и экономно расходуют заряд.
Согласно исследованию Argonaut, в электроавтомобилях используется на 1 кг больше редкоземельных магнитов, чем в авто с традиционным двигателем внутреннего сгорания.
В ветроэнергетике также огромным спросом пользуются неодим и празеодим. Как ожидается, спрос на эти металлы в течение следующих лет увеличится в 2,5 раза.
В 2016 году Россия импортировала до 90% редкоземельных металлов. Теперь курс изменился: к 2020 году РФ намерена отказаться от их импорта вовсе.
Каковы экологические последствия добычи редкоземельных ископаемых?
Добыча редкоземельных металлов отрицательно сказывается на экологии. Она провоцирует выброс в атмосферу как токсинов, так и углерода. Большая часть шахт, ведущих добычу редкоземельных металлов, расположена в Китае. Страна исторически ограничивает экспорт ископаемых в ущерб производству других стран. В настоящее время горнодобывающая промышленность Китая сосредоточена в руках шести правительственных организаций.
До 2012 года стоимость редкоземельных металлов росла. Затем производители техники стали использовать альтернативные материалы в том числе и потому, что затраты на добычу РЗМ очень высоки. Однако в 2016 году цены на редкоземельные металлы снова подскочили из-за спроса со стороны автопромышленности и ветроэнергетики.
Можно ли ограничить их добычу?
Да. Одним из решений является восстановление и переработка бытовой электроники. Другим вариантом считаются модульные смартфоны, которые позволяют заменять отдельные устаревшие компоненты для более новые, не меняя само устройство. Старые компоненты могут быть переработаны или утилизированы. Но в настоящее время только 10% смартфонов отправляется на переработку. Рециркуляция редкоземельных металлов осложняется еще и тем, что их трудно извлечь из техники. Отсюда следует, что спрос на них в технологической индустрии закончится не скоро. Ученые продолжают поиски альтернатив этим достаточно дорогим ресурсам. Чем быстрее найдутся подходящие аналоги, тем будет лучше для экологии.
Читайте также: