Elemen tanah jarang sangat penting untuk digunakan dalam teknologi modern dan merupakan komponen kunci dalam sebagian besar produk elektronik. Terlepas dari pentingnya elemen tanah jarang, hanya sekitar 1 persen dari mereka yang dipulihkan dari produk akhir, dan sisanya diubah menjadi limbah.
Ada tantangan baru-baru ini dalam mengembangkan proses pemulihan elemen tanah jarang yang efisien. Artikel ini akan membahas berbagai metode untuk memulihkan elemen tanah jarang dan menunjukkan bahwa adalah mungkin untuk memulihkan elemen tanah jarang dari limbah untuk membuat magnet permanen.
Penerapan elemen tanah jarang:
Unsur tanah jarang, juga dikenal sebagai logam tanah jarang, adalah kelompok dari 17 unsur yang berbeda, masing-masing dengan karakteristik fisik yang mirip: logam berat lunak berwarna putih keperakan. Skandium dan itrium juga merupakan unsur tanah jarang karena mereka ditemukan dalam endapan yang sama seperti kebanyakan lantanida dan menunjukkan sifat kimia yang serupa, tetapi berbeda secara elektronik dan magnetis. Setiap elemen tanah jarang memiliki berbagai aplikasi dan kegunaan.
Berikut adalah beberapa aplikasi mereka:
1. Paduan skandium digunakan dalam pembuatan komponen kedirgantaraan dan pelacak panas radioaktif di kilang minyak.
2. Yttrium digunakan dalam pembuatan lensa kamera dan lensa teleskop pembiasan.
3. Promethium digunakan untuk membuat aki mobil.
4. Samarium digunakan dalam pembuatan laser, penangkapan neutron, dan batang kendali di reaktor nuklir.
5. Aplikasi lain dari elemen tanah jarang termasuk pembuatan hard disk drive, magnet, mesin sinar-X, lampu halida logam, teknologi serat optik, bola lampu LED, dll.
Limbah yang mungkin mengandung unsur tanah jarang
Elemen tanah jarang adalah polutan yang muncul yang menimbulkan risiko bagi lingkungan karena meningkatnya penggunaannya dalam aplikasi teknologi yang berbeda. E-waste tetap menjadi sumber signifikan polusi unsur tanah jarang. Hal ini karena limbah elektronik mengandung konsentrasi tinggi unsur tanah jarang, yang sering dibuang dengan cara yang tidak aman dan berbahaya bagi lingkungan.
Daur ulang elemen tanah jarang:
Logam tanah jarang adalah komponen yang sangat penting yang ada dalam berbagai produk konsumen seperti magnet permanen, kendaraan listrik, telepon pintar, dll. Ini terjadi secara alami dalam bijih sebagai campuran dan harus dimurnikan sebelum digunakan. Unsur tanah jarang mahal untuk ditambang, sehingga lebih murah untuk mendaur ulang unsur tanah jarang yang telah diolah menjadi bahan. Meskipun kemampuannya untuk digunakan kembali, produk yang mengandung tanah jarang hanya digunakan sekali dan dibuang. Mendaur ulang elemen tanah jarang akan memberi produsen pasokan logam tanah jarang yang stabil sekaligus mengurangi limbah dan beban lingkungan yang signifikan yang ditimbulkannya. Limbah elektronik merupakan sumber utama unsur tanah jarang.
Kemajuan terbaru dalam teknologi daur ulang telah membuatnya lebih layak untuk mengekstraksi unsur tanah jarang dari bahan-bahan ini. Misalnya, Jepang memiliki beberapa pabrik daur ulang yang beroperasi, dan diperkirakan 300,000 ton logam tanah jarang disimpan dalam barang elektronik yang tidak digunakan. Juga, di Prancis, upaya sedang dilakukan untuk membangun dua pabrik yang akan memproduksi 200 ton logam tanah jarang per tahun dari lampu neon bekas, baterai, dan magnet. Selain itu, batubara dan produk sampingannya merupakan sumber potensial dari elemen kunci, termasuk elemen tanah jarang yang diperkirakan menghasilkan sekitar 50 juta ton elemen tanah jarang.
Metode pemulihan elemen tanah jarang:
Mengembangkan strategi yang efektif dan ekonomis untuk pemulihan REE tergantung pada berbagai faktor, termasuk harga komoditas, ukuran deposit, biaya pembuangan, dan potensi bahaya.
Metode untuk memulihkan elemen tanah jarang dari limbah elektronik di sebagian besar negara maju adalah:
1. Gadget dipotong dan digiling menjadi bentuk bubuk, dari mana komponen dasar, elemen tanah jarang, diekstraksi.
2. Metode pirometalurgi memisahkan limbah elektronik dengan memanaskan elemen hingga suhu yang sangat tinggi. Metode ini membutuhkan banyak energi.
3. Ekstraksi cair-cair adalah metode lain yang umum digunakan saat ini. Dalam metode ini, limbah dilarutkan dalam asam kuat dan kemudian tanah jarang diekstraksi menggunakan berbagai pelarut.
Penggunaan elemen tanah jarang daur ulang:
Penggunaan elemen tanah jarang daur ulang telah meningkat. Sebagian besar unsur tanah jarang digunakan dalam produksi katalis dan magnet. Elemen tanah jarang sangat penting dalam produksi magnet, paduan, kaca, dan elektronik berkinerja tinggi.
Metode pembuatan magnet tanah jarang:
Elemen tanah jarang daur ulang dapat digunakan untuk membuat magnet tanah jarang.Magnet tanah jarangadalah magnet permanen yang kuat yang terbuat dari paduan elemen tanah jarang. Mereka adalah magnet permanen terkuat, menghasilkan medan magnet yang lebih kuat daripada jenis magnet lainnya.
Magnet tanah jarang seperti magnet neodymium terutama diproduksi dengan proses metalurgi serbuk. Dalam metode ini, komposisi yang cocok dihaluskan menjadi bubuk halus, dipadatkan, dan dipanaskan dengan "sintering fase cair" untuk menginduksi densifikasi. Magnet permanen seperti ferit, samarium kobalt (SmCo), dan magnet boron besi neodymium dibuat dengan cara ini. Kesimpulannya, unsur tanah jarang yang diperoleh dari limbah dapat digunakan untuk membuat magnet permanen.
