Цінні матеріали у електронних відходах: стратегія збереження

Цінні матеріали в електронних відходах: як зберегти стратегічні ресурси

Старі комп’ютери, жорсткі диски, сервери та промислова електроніка, які ми щодня викидаємо, можуть містити одні з найцінніших матеріалів у світі. Усередині них приховані рідкісноземельні елементи — група металів, необхідних для розвитку штучного інтелекту, відновлюваної енергетики, електродвигунів, передових оборонних систем та багатьох інших сучасних і перспективних технологій.

Однак відновлення цих матеріалів залишається серйозною проблемою. Через неї цінні ресурси часто випадають із внутрішніх ланцюжків постачання та опиняються за кордоном. Компанія Paladin Envirotech з Огайо, що спеціалізується на переробці рідкісноземельних елементів, намагається змінити цю ситуацію. Її мета — утримати критично важливі матеріали в межах країни, а не втрачати їх на закордонних ринках.

«Це розширення спрямоване на те, щоб перетворити обладнання, яке вичерпало свій ресурс, на стратегічний актив, який забезпечить збереження всіх матеріалів у межах внутрішньої економіки», — зазначив Білл Васкес, операційний директор Paladin, у прес-релізі.

Чому відновлення рідкісноземельних елементів таке складне?

Багато електронних пристроїв містять рідкісноземельні елементи, проте їхнє економічно ефективне відновлення у промислових масштабах залишається надзвичайно складним завданням. Одна з ключових проблем виникає ще до початку переробки. За словами команди Paladin, головна перешкода криється на «останній милі» — у розриві між виведенням обладнання з експлуатації та його доставкою до підприємства, здатного вилучити цінні матеріали.

«В усіх галузях промисловості та в уряді дедалі більше уваги приділяється побудові стійкої внутрішньої інфраструктури — і це починається з вирішення проблеми останньої милі електронних відходів, звідки досі втрачається забагато матеріалів», — додав Васкес.

Наприклад, компанія, яка замінює сотні жорстких дисків або серверів, може перебувати за сотні кілометрів від найближчого спеціалізованого переробного підприємства. Транспортування такого обладнання на великі відстані часто виявляється надто дорогим, через що частина матеріалів потрапляє до менш цінних потоків переробки або навіть на звалища. Водночас розробка нових гірничодобувних проєктів у країні займає роки, а то й десятиліття. Тому відновлення рідкісноземельних елементів із відпрацьованої електроніки розглядається як швидший і практичніший спосіб отримання цих матеріалів.

Як зібрати критичні матеріали: мережа збору та переробки

Однією з основних перешкод у переробці рідкісноземельних елементів є збір відпрацьованої електроніки до того, як вона потрапить до низькоцінних потоків переробки або буде відправлена за кордон. Щоб вирішити цю проблему, Paladin розширює свою мережу збору та переробки по всій території США. Новий об’єкт компанії у Фініксі (штат Аризона) додає близько 93 000 квадратних футів переробних потужностей та обслуговує Аризону, Неваду, Південну Каліфорнію та Нью-Мексико.

Додаткові підрозділи ще в трьох штатах формують розподілену систему збору, здатну обробляти електронні відходи ближче до місця їх утворення. Ця мережа працює за моделлю «хаб і сателіти», що дозволяє збирати та переробляти електроніку поблизу місця її виведення з експлуатації, а не транспортувати на великі відстані до централізованих об’єктів.

Як відновлюють рідкісноземельні елементи зі старої електроніки?

Збір відпрацьованої електроніки — лише перший крок. Відновлення рідкісноземельних елементів, замкнених усередині пристроїв, вимагає спеціалізованих технологій. Paladin використовує запатентовану технологію, розроблену спільно з дослідниками Critical Minerals Institute при Національній лабораторії Еймса Міністерства енергетики США та Дослідницьким фондом Університету штату Айова.

Ця система застосовує безкислотний метод розчинення для відновлення таких елементів, як неодим, диспрозій, празеодим та тербій. Ці матеріали є ключовими компонентами високопродуктивних магнітів, які використовуються в електромобілях, оборонних технологіях, високопродуктивному обчислювальному обладнанні та рішеннях у галузі відновлюваної енергетики.

Відновлюючи їх із відпрацьованої електроніки — старих серверів, жорстких дисків та комп’ютерів — процес перетворює вичерпані ресурси на нове джерело критично важливих матеріалів. Цей підхід є частиною концепції, яка набуває популярності під назвою «міський видобуток» — відновлення цінних матеріалів із вже виготовлених і використаних виробів.

«Оскільки попит на рідкісноземельні елементи продовжує зростати, міський видобуток може стати додатковим джерелом постачання, одночасно знижуючи залежність від імпортних матеріалів», — зазначають експерти.

Проте сама по собі переробка навряд чи зможе повністю задовольнити майбутній попит. Великомасштабні системи відновлення ще мають довести свою ефективність на національному рівні. Успіх таких ініціатив, як Paladin, залежатиме від того, чи зможуть вони відновлювати достатню кількість матеріалів, щоб зробити вагомий внесок у майбутні поставки.

Науковці також досліджують альтернативні методи видобутку рідкісноземельних металів, зокрема з використанням водоростей.