مغناطيس النيوديميوم هو نوع من مغناطيس الأرض النادرة المصنوع من عناصر أرضية نادرة. العناصر الأرضية النادرة هي معادن توجد في قشرة الأرض ، ويجب تعدين هذه المواد لإنتاج مغناطيس نيوديميوم. يمكن أن تسبب عملية التعدين ضررًا بيئيًا إذا تم إجراؤها بشكل غير صحيح أو بدون إدارة المواد الكيميائية المستخدمة في العملية بعناية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن تصنيع مغناطيس النيوديميوم يمكن أن يطلق مواد كيميائية خطرة في البيئة.
يعد التعدين غير القانوني للنيوديميوم مشكلة مستمرة ويمكن أن يتسبب في أضرار بيئية كبيرة. غالبًا ما يحدث هذا النوع من التعدين غير المنظم في مناطق نائية مع القليل من اللوائح والضمانات ، مما يؤدي إلى زيادة التلوث من كل من عملية التعدين والتخلص غير المنظم من النفايات. بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما يستخدم عمال المناجم غير القانونيين الزئبق لاستخراج النيوديميوم من الخام ، وإطلاقه في البيئة والمساهمة في المزيد من التلوث.
يمكن أن يكون لإنتاج مغناطيس النيوديميوم أيضًا تأثيرات بيئية سلبية. ويرجع ذلك إلى استخدام المواد الكيميائية الخطرة ، مثل حامض الكبريتيك وحمض الهيدروكلوريك ، أثناء عملية التصنيع. يمكن أن تضر هذه المواد الكيميائية الحياة البرية المحلية والنظم البيئية إذا لم يتم التخلص منها بشكل صحيح. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يؤدي تعدين خام النيوديميوم ومعالجته إلى إطلاق جزيئات الغبار ، والتي يمكن أن تلوث الهواء والماء في المنطقة المحيطة.
الاستخدامات الشائعة للمغناطيس
الإنتاج العالمي للمغناطيسات ، المغناطيسات الدائمة والكهربائية ، ضخم. في عام 2018 ، قدر إنتاج مغناطيس الأرض النادرة العالمي بحوالي 4.5 مليون طن. من هذا ، شكلت مغناطيسات بورون الحديد النيوديميوم (NdFeB) أكثر من 95 في المائة. يُقال إن هذا النوع من المغناطيس هو أحد أقوى المغناطيسات وأكثرها استقرارًا بين المغناطيس الدائم.
تُستخدم مغناطيسات NdFeB في مجموعة متنوعة من التطبيقات ، بما في ذلك المحركات والمولدات الكهربائية والميكروفونات ومكبرات الصوت وسماعات الرأس والمضخات والضواغط. كما أنها تُستخدم في محركات الأقراص الصلبة للكمبيوتر ، والأدوات الكهربائية ، وأجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي ، ومجموعة من تقنيات الطاقة الخضراء. مع مجموعة واسعة من التطبيقات ، ليس من المستغرب أن تصبح مغناطيس NdFeB سلعًا ذات قيمة لا تصدق. يتزايد الطلب على هذه الأنواع من المغناطيس عامًا بعد عام ، وأصبحت ذات أهمية متزايدة في بيئة الإنتاج العالمية.
افحص منزلك ونحن على يقين من أنك ستجد شيئًا ممغنطًا داخل مكوناته الداخلية. على سبيل المثال ، بعض الاستخدامات الأكثر شيوعًا للمغناطيس من قبل الشركات المصنعة. توفر المغناطيسات إحكامًا محكمًا ، وتحسن الطاقة في بعض الأجهزة الإلكترونية بالإضافة إلى المساعدة في الاستقرار.
إنتاج مغناطيس النيوديميوم واستهلاك الموارد
مغناطيس النيوديميوم هو نوع من المغناطيس الدائم مصنوع من سبيكة من النيوديميوم والحديد والبورون. يسمى المغناطيس الدائم بذلك لأنه يحافظ على خصائصه المغناطيسية حتى عند تعرضه لمجال مغناطيسي. تصنع المغناطيسات الدائمة من معادن تحدث بشكل طبيعي ويمكن مغناطيسها بسهولة ، مثل الكوبالت والفريت والحديد والنيكل والمعادن الأرضية النادرة. يتم بعد ذلك دمج هذه المواد المغناطيسية وتعديلها لإنشاء مغناطيسات معقدة ودائمة جاهزة للاستخدام في القطاعات الصناعية والتجارية. بعبارة أخرى ، للمغناطيس مجالات مغناطيسية دائمة. هذه المغناطيسات قوية بشكل لا يصدق وتستخدم على نطاق واسع لمجموعة متنوعة من التطبيقات ، من الإلكترونيات الاستهلاكية إلى الطاقة النظيفة. ومع ذلك ، فإن إنتاجها له آثار كبيرة على استهلاك الموارد.
المصدر الرئيسي لمغناطيس النيوديميوم هو معادن الأرض النادرة ، والتي يتم تعدينها وتنقيتها لاستخراج النيوديميوم. لسوء الحظ ، هذه العملية كثيفة الاستخدام للموارد بشكل لا يصدق وتتطلب استخدام مجموعة متنوعة من المواد الكيميائية التي يمكن أن يكون لها تأثيرات بيئية ضارة. المصدر الرئيسي للمعادن الأرضية النادرة هو منغوليا الداخلية ، والتي تنتج حوالي 80 في المائة من الإمداد العالمي. مع زيادة الطلب على مغناطيس النيوديميوم ، يتم ممارسة المزيد من الضغط على الناس والبيئة في منغوليا الداخلية لزيادة الإنتاج ، مما يؤدي إلى زيادة الضغط على الموارد.
لذلك من المهم بالنسبة لأولئك الذين يستخدمون مغناطيس النيوديميوم أن يكونوا على دراية بآثار استهلاك مواردهم واتخاذ إجراءات للحد من الآثار البيئية لإنتاجهم. تقييم دورة الحياة الصريح مؤقتًا كأداة لاتخاذ قرارات الأداء البيئي في تطوير مشروع الأرض النادرة. قد يشمل ذلك الحصول على معادن أرضية نادرة مستدامة ، أو استبدال مغناطيس نيوديميوم بمواد أخرى عندما يكون ذلك ممكنًا. من خلال إجراء هذه التغييرات ، يمكننا تقليل استهلاك الموارد لإنتاج مغناطيس النيوديميوم والمساعدة في النهاية في حماية البيئة.
حتى أن بعض الشركات بدأت في إنتاج مغناطيس معاد تدويره حصريًا. المغناطيسات هي أيضًا بديل مستدام للعديد من المنتجات ذات الاستخدام الفردي. في مساحات البيع بالتجزئة والتجارية ، تعتبر المغناطيسات مثالية لاستبدال العناصر التي تستخدم مرة واحدة مثل الملصقات واللافتات الورقية والشريط اللاصق وغير ذلك.
التأثيرات البيئية للإنتاج العالمي من Nd / Pr و Dy / Tb لتطبيقات المغناطيس في 2013 و 2035
يوضح الشكلان 6 و 7 كيف يتم استخدام Nd و Pr في تطبيقات المغناطيس في جميع أنحاء العالم لعامي 2013 و 2035. ويتم توحيد البيانات باستخدام تقديرات الأثر البيئي العالمي لعام 2000 (Van Oers ، 2015). تتضمن القيمة المطلقة معلومات الدعم S3. من الواضح أن السمية البشرية لإنتاج Nd / Pr هي أهم قضية بيئية. وبالمثل ، فإن التدهور البيئي للغلاف الجوي للأرض ذو أهمية قليلة نسبيًا.
يمكن أن يزيد الطلب على الليثيوم والكوبالت من عشرة إلى عشرين ضعفًا بحلول عام 2050 بسبب السيارات الكهربائية. تشير التقديرات إلى أن الطلب على الديسبروسيوم والنيوديميوم سيزداد من سبعة إلى ستة وعشرين مرة على مدار الخمسة وعشرين عامًا القادمة نتيجةسيارة كهربائيةوتوربينات الرياح. لكن الكيانات الاقتصادية الإقليمية لها أيضًا آفاق قاتمة: فالطريقة التي تستخرج بها الشركات العناصر الأرضية النادرة تلحق أضرارًا كبيرة بالمجتمعات وتلوث المناطق المحيطة بها.
كيف يؤثر المغناطيس على البيئة؟
لسوء الحظ ، تعتبر المغناطيسات أيضًا جزءًا مهمًا من التلوث البيئي وكذلك تغير المناخ ، والتلوث مشكلة في جميع أنحاء العالم. يمكن صنع المغناطيس من موارد غير متجددة مثل المعادن.
يرتبط الإنتاج الأولي للعناصر الأرضية النادرة (REE) المستخدمة في مغناطيس النيوديميوم والحديد والبورون (Nd-Fe-B) بالتأثيرات البيئية من كل من التعدين والمعالجة. لقد تم اقتراح أن إعادة تدوير مغناطيس Nd-Fe-B الخردة من شأنه أن يقلل من الإنتاج الأولي للكهرباء الأرضية ، وبالتالي الآثار البيئية.
بشكل عام ، يمكن أن يكون للمغناطيس تأثيرات إيجابية وسلبية على البيئة. من المهم النظر في مخزون دورة حياتها والطاقة المستخدمة في عمليات الإنتاج وإعادة التدوير. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يساعد التخلص السليم من المغناطيس في نهاية دورة حياتها في تقليل النفايات الخطرة والحفاظ على الموارد. من خلال اتخاذ هذه الخطوات ، يمكن استخدام المغناطيس بطريقة صديقة للبيئة تساعد في تقليل آثارها البيئية وتساهم في التنمية المستدامة.
لفهم التأثيرات البيئية للمغناطيس الدائم ، من الضروري إجراء تقييم دورة الحياة (LCA). ينظر هذا النوع من التقييم في جميع مراحل عملية الإنتاج ، من تعدين العناصر الأرضية النادرة إلى التخلص من المغناطيسات في نهاية عمرها الافتراضي. من خلال تحليل التأثيرات المحتملة لكل خطوة ، من الممكن تحديد أين يمكن إجراء التحسينات وكيفية تقليل الضرر البيئي المرتبط بمغناطيس النيوديميوم على مدار حياتهم.
من خلال فهم التأثير البيئي لهذه المغناطيسات ، يمكن للمؤسسات أن تسعى جاهدة لتقليل أثرها من خلال اتخاذ قرارات شراء مستدامة وتنفيذ أفضل الممارسات التي تحد من الأضرار البيئية لمغناطيس النيوديميوم. بالإضافة إلى ذلك ، من خلال البحث عن ممارسات التعدين والإنتاج المسؤولة ، يمكن للمنظمات التأكد من أنها تقوم بعمليات شراء تقلل من الآثار السلبية على البيئة. في نهاية المطاف ، مع دراسة وإدارة عملياتها ومنتجاتها بعناية ، يمكن للمؤسسات تقليل الآثار البيئية لمغناطيس الأرض النادرة.
