Neodymové magnety sú typom magnetov vzácnych zemín vyrobených z prvkov vzácnych zemín. Prvky vzácnych zemín sú kovy nachádzajúce sa v zemskej kôre a tieto materiály sa musia ťažiť na výrobu neodýmových magnetov. Proces ťažby môže spôsobiť poškodenie životného prostredia, ak sa vykoná nesprávne alebo bez starostlivého riadenia chemikálií používaných v procese. Navyše, výroba neodýmových magnetov môže uvoľňovať nebezpečné chemikálie do životného prostredia.
Nelegálna ťažba neodýmu je pretrvávajúci problém a môže spôsobiť značné škody na životnom prostredí. Tento typ neregulovanej ťažby sa často uskutočňuje v odľahlých oblastiach s malým počtom nariadení a bezpečnostných opatrení, čo vedie k zvýšenému znečisteniu z procesu ťažby a neregulovaného zneškodňovania odpadu. Okrem toho nelegálni ťažiari často používajú ortuť na extrakciu neodýmu z rudy, čím ho uvoľňujú do životného prostredia a prispievajú k ďalšiemu znečisťovaniu.
Výroba neodýmových magnetov môže mať aj negatívne dopady na životné prostredie. Je to spôsobené používaním nebezpečných chemikálií, ako je kyselina sírová a kyselina chlorovodíková, počas výrobného procesu. Tieto chemikálie môžu poškodiť miestnu prírodu a ekosystémy, ak nie sú správne zneškodnené. Pri ťažbe a spracovaní neodýmovej rudy sa navyše môžu uvoľňovať prachové častice, ktoré môžu kontaminovať vzduch a vodu v okolí.
Bežné použitie magnetov
Svetová produkcia magnetov, permanentných aj elektromagnetov, je obrovská. V roku 2018 sa celosvetová produkcia magnetov zo vzácnych zemín odhadovala na približne 4,5 milióna ton. Z toho magnety s neodýmom a železom bórom (NdFeB) tvorili viac ako 95 percent. Tento typ magnetu je považovaný za jeden z najsilnejších a najstabilnejších medzi permanentnými magnetmi.
Magnety NdFeB sa používajú v rôznych aplikáciách vrátane elektromotorov a generátorov, mikrofónov, reproduktorov, slúchadiel, čerpadiel a kompresorov. Používajú sa aj v počítačových pevných diskoch, elektrickom náradí, skeneroch MRI a v celom rade technológií zelenej energie. S ich širokým rozsahom aplikácií nie je prekvapením, že magnety NdFeB sa stali neuveriteľne cennými komoditami. Dopyt po týchto typoch magnetov medziročne rastie a v globálnom produkčnom prostredí nadobúdajú čoraz väčší význam.
Skontrolujte svoj domov a sme si istí, že nájdete niečo, čo bolo zmagnetizované vo vnútri jeho vnútorných komponentov. Napríklad niektoré z najčastejších použití sú výrobcami magnetov. Magnety poskytujú tesné tesnenie, zlepšujú výkon niektorých elektronických zariadení a pomáhajú pri stabilizácii.
Výroba neodymových magnetov a spotreba zdrojov
Neodymové magnety sú typom permanentného magnetu vyrobeného zo zliatiny neodýmu, železa a bóru. Permanentné magnety sa tak nazývajú, pretože si zachovávajú svoje magnetické vlastnosti, aj keď sú vystavené magnetickému poľu. Permanentné magnety sú vyrobené z prirodzene sa vyskytujúcich kovov, ktoré sa ľahko magnetizujú, ako je kobalt, ferit, železo, nikel a kovy vzácnych zemín. Tieto feromagnetické materiály sa potom kombinujú a upravujú tak, aby vytvorili komplexné a odolné magnety pripravené na použitie v priemyselných a komerčných sektoroch. Inými slovami, magnety majú permanentné magnetické polia. Tieto magnety sú neuveriteľne silné a široko používané v rôznych aplikáciách, od spotrebnej elektroniky až po čistú energiu. Ich výroba má však značné dôsledky na spotrebu zdrojov.
Hlavným zdrojom neodýmových magnetov sú minerály vzácnych zemín, ktoré sa ťažia a rafinujú na extrakciu neodýmu. Bohužiaľ, tento proces je neuveriteľne náročný na zdroje a vyžaduje použitie rôznych chemikálií, ktoré môžu mať nepriaznivý vplyv na životné prostredie. Hlavným zdrojom minerálov vzácnych zemín je vnútorné Mongolsko, ktoré produkuje približne 80 percent celosvetovej ponuky. S rastúcim dopytom po neodymových magnetoch je na ľudí a životné prostredie vnútorného Mongolska vyvíjaný väčší tlak na zvýšenie produkcie, čo vedie k zvýšenému zaťaženiu zdrojov.
Pre tých, ktorí používajú neodýmové magnety, je preto dôležité, aby si boli vedomí ich dôsledkov na spotrebu zdrojov a prijali opatrenia na obmedzenie vplyvov ich výroby na životné prostredie. Dočasne explicitné hodnotenie životného cyklu ako nástroj rozhodovania o environmentálnej výkonnosti pri vývoji projektov vzácnych zemín. To môže zahŕňať získavanie trvalo udržateľných minerálov vzácnych zemín alebo nahradenie neodýmových magnetov inými materiálmi, ak je to možné. Uskutočnením týchto zmien môžeme znížiť spotrebu zdrojov pri výrobe neodýmových magnetov a v konečnom dôsledku prispieť k ochrane životného prostredia.
Niektoré spoločnosti dokonca začali vyrábať výlučne recyklované magnety. Magnety sú tiež trvalo udržateľnou alternatívou k mnohým produktom na jedno použitie. V maloobchodných a komerčných priestoroch sú magnety ideálne na nahradenie predmetov na jedno použitie, ako sú nálepky, papierové bannery, pásky a ďalšie.
Environmentálne dopady svetovej produkcie Nd/Pr a Dy/Tb pre aplikácie magnetov v rokoch 2013 a 2035
Obrázky 6 a 7 ukazujú, ako sa Nd a Pr používajú v magnetických aplikáciách na celom svete v rokoch 2013 a 2035. Údaje sú normalizované pomocou odhadov globálneho vplyvu na životné prostredie za rok 2000 (van Oers, 2015). Absolútna hodnota zahŕňa informácie o podpore S3. Ľudská toxicita produkcie Nd/Pr je evidentne najdôležitejším ekologickým problémom. Podobne aj ekologická degradácia zemskej atmosféry má relatívne malý význam.
Dopyt po lítiu a kobalte by sa mohol do roku 2050 zvýšiť desať až dvadsaťkrát kvôli elektromobilom. Odhaduje sa, že dopyt po dysproziu a neodýme sa v priebehu nasledujúcich 25 rokov zvýši sedem až dvadsaťšesťkrát v dôsledkuelektrické vozidláa veterné turbíny. Ale REE majú aj pochmúrne vyhliadky: spôsob, akým spoločnosti ťažia vzácne látky, do značnej miery poškodzuje komunity a kontaminuje okolité oblasti.
Ako magnety ovplyvňujú životné prostredie?
Bohužiaľ, magnety sú tiež dôležitou súčasťou znečistenia životného prostredia, ako aj klimatických zmien a znečistenie je celosvetovým problémom. Magnety môžu byť vyrobené z neobnoviteľných zdrojov, ako sú kovy.
Primárna produkcia prvkov vzácnych zemín (REE) používaných v neodymovo-železo-bórových (Nd-Fe-B) magnetoch je spojená s environmentálnymi dopadmi ťažby aj spracovania. Bolo navrhnuté, že recyklácia šrotu Nd-Fe-B magnetov by znížila primárnu produkciu REE, a tým aj dopady na životné prostredie.
Celkovo môžu mať magnety pozitívne aj negatívne účinky na životné prostredie. Je dôležité vziať do úvahy ich zásoby počas životného cyklu a energiu použitú pri ich výrobe a recyklačných procesoch. Okrem toho správna likvidácia magnetov na konci ich životného cyklu môže pomôcť znížiť nebezpečný odpad a šetriť zdroje. Vďaka týmto krokom možno magnety používať spôsobom šetrným k životnému prostrediu, ktorý pomáha znižovať ich vplyv na životné prostredie a prispieva k trvalo udržateľnému rozvoju.
Aby sme pochopili vplyv permanentných magnetov na životné prostredie, je potrebné vykonať hodnotenie životného cyklu (LCA). Tento typ hodnotenia sa zameriava na všetky fázy výrobného procesu, od ťažby prvkov vzácnych zemín až po likvidáciu magnetov na konci životnosti. Analýzou potenciálnych dopadov každého kroku je možné identifikovať, kde je možné dosiahnuť zlepšenia a ako znížiť environmentálne škody spojené s neodymovými magnetmi počas ich životnosti.
Pochopením vplyvu týchto magnetov na životné prostredie sa môžu organizácie snažiť minimalizovať svoju stopu tým, že budú robiť rozhodnutia o udržateľnom nákupe a implementovať osvedčené postupy, ktoré obmedzujú poškodenie životného prostredia neodymovými magnetmi. Okrem toho, vďaka prieskumu zodpovednej ťažby a výrobných postupov sa organizácie môžu uistiť, že nakupujú, čo minimalizuje negatívne dopady na životné prostredie. V konečnom dôsledku môžu organizácie starostlivým zvážením a riadením svojich procesov a produktov znížiť vplyv magnetov vzácnych zemín na životné prostredie.
