Nghiên cứu thu hồi và định hướng ứng dụng kim loại đất hiếm trong các thiết bị điện, điện tử

Nội dung tài liệu: Nghiên cứu thu hồi và định hướng ứng dụng kim loại đất hiếm trong các thiết bị điện, điện tử

1. Mẫu 2. TRÍCH YẾU LUẬN ÁN 1. TÓM TẮT MỞ ĐẦU - Tên tác giả: Phạm Khánh Huy - Tên luận án: Nghiên cứu thu hồi và định hướng ứng dụng kim loại đất hiếm trong các thiết bị điện, điện tử. - Chuyên ngành: Kỹ thuật Môi trường. Mã số: 9520320. - Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. 2. NỘI DUNG Mục đích và đối tượng nghiên cứu của luận án Mục đích của đề tài - Thu hồi được kim loại đất hiếm trong bộ phận nam châm có trong ổ cứng máy tính thải bỏ. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng và điều kiện tối ưu tới quá trình hòa tách thu hồi đất hiếm qui mô phòng thí nghiệm. - Tổng hợp được vật liệu Perovskite từ hỗn hợp tổng đất hiếm thu hồi được có thành phần chính là Nd và đánh giá hoạt tính quang xúc tác của vật liệu. Đối tượng của đề tài Đối tượng nghiên cứu là loại nam châm vĩnh cửu NdFeB trong thành phần chứa Nd, Pr, Dy, Tb của các ổ cứng máy tính thải bỏ. Đánh giá hoạt tính quang xúc tác qua quá trình phân hủy thuốc nhuộm xanh metylen. Các phương pháp nghiên cứu đã sử dụng. - Phương pháp hóa học để hòa tách thu hồi kim loại đất hiếm và tổng hợp vật liệu - Các phương pháp phân tích: phương pháp phổ khối Plasma (ICP), phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD), phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM), phương pháp phổ tán xạ năng lượng tia X (EDX), Phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng (TGA), Phương pháp hấp phụ đa lớp Brunauer-Emmett-Teller (BET), Phương pháp phản xạ khuyếch tán UV-vis chất rắn, Phương pháp phổ tử ngoại khả kiến (UV-Vis) - Phương pháp qui hoạch thực nghiệm và mô hình hoá với sự hỗ trợ của phần mềm MODDE. Các kết quả chính và kết luận: - Đã thu hồi được tổng kim loại đất hiếm từ bộ phận nam châm của ổ cứng thải bỏ: Bằng phương pháp hòa tách bột nam châm sau khi được khử từ bằng axit sunphuric với điều kiện hòa tách là nồng độ axit sunphuric là 1,2 M; thời gian phản ứng hòa tách là 15 phút; cấp hạt trung bình là 0,2 mm; tốc độ khuấy trộn 200 vòng/ phút, tỉ lệ rắn long là 20 gam/lít. Bằng quy trình hai bước kết tinh chọn lọc muối sunphat kép với natri và kết tủa muối oxalat đất hiếm RE2(C2O4)3, tổng kim loại đất hiếm thu hồi trong toàn quá trình đạt tới hơn 90,4 % và trong thành phần không có lẫn tạp của các kim loại khác.
2. - Đã tổng hợp được vật liệu Ferrite Perovskite đất hiếm - REFeO3 bằng phương pháp sol- gel từ hỗn hợp tổng kim loại đất hiếm thu hồi được. Vật liệu có cấu trúc tinh thể dạng bát diện orthorhombic với hình dạng giả cầu, hình thoi liên kết thành các chuỗi, mạch với kích thước trung bình từ 50 ÷ 100 nm; Diện tích bề mặt lớn hơn 10,19 m2/g; năng lượng vùng cấm là 1,80 eV. Vật liệu có hoạt tính quang xúc tác, thông qua thực nghiệm phân hủy chất nhuộm màu xanh metylen. Vật liệu có thể tái sử dụng nhiều lần với 5 chu kỳ, hiệu suất phân hủy hầu như không suy giảm, có thể sử dụng liên tiếp với việc bổ sung chất màu và không cần thêm tác nhân oxy hóa. - Đã nghiên cứu đề xuất qui trình tổng thể từ thu gom, tiền xử lí, hòa tách thu hồi kim loại đất hiếm và tổng hợp vật liệu perovskite đất hiếm từ bộ phận nam châm của ổ cứng thải bỏ. ý nghĩa khoa học và thực tiễn Ý nghĩa khoa học: - Ý nghĩa khoa học của luận án đó là bằng phương pháp hóa học đã thu hồi được tổng kim loại đất hiếm trong bộ phận nam châm thải phù hợp với điệu kiện kỹ thuật tại Việt Nam. Từ sản phẩm thu hồi đã tổng hợp được vật liệu mới có ý nghĩa trong lĩnh vực xử lý môi trường Ý nghĩa thực tiễn: - Ý nghĩa thực tiễn của luận án đó là tận dụng được nguồn chất thải điện tử, thu hồi và tái sử dụng nguồn kim loại đất hiếm - loại khoáng sản không tái tạo được, hiện có vai trò quan trọng trong lĩnh vực công nghiệp. Giảm thiểu ô nhiễm môi trường, thúc đẩy ngành công nghiệp tái chế chất thải của Việt Nam cũng như đem lại hiệu quả kinh tế cho xã hội. TM. Tập thể hướng dẫn Nghiên cứu sinh GS.TS Mai Thanh Tùng Phạm Khánh Huy