מגנטים ניאודימיום הם סוג של מגנט אדמה נדיר העשוי מיסודות אדמה נדירים. יסודות אדמה נדירים הם מתכות המצויות בקרום כדור הארץ, ויש לכרות חומרים אלו לצורך ייצור מגנטים ניאודימיום. תהליך הכרייה עלול לגרום לנזק סביבתי אם נעשה בצורה לא נכונה או מבלי לנהל בקפידה את הכימיקלים המשמשים בתהליך. בנוסף, ייצור מגנטים ניאודימיום עלול לשחרר חומרים כימיים מסוכנים לסביבה.
כרייה לא חוקית של ניאודימיום היא בעיה מתמשכת ועלולה לגרום לנזק סביבתי משמעותי. סוג זה של כרייה לא מוסדרת מתרחש לעתים קרובות באזורים מרוחקים עם מעט תקנות ואמצעי הגנה, מה שמוביל לזיהום מוגבר הן מתהליך הכרייה והן מהשלכת פסולת בלתי מוסדרת. בנוסף, כורים בלתי חוקיים משתמשים לעתים קרובות בכספית כדי להפיק ניאודימיום מהעפרה, לשחרר אותו לסביבה ולתרום לזיהום נוסף.
לייצור של מגנטים ניאודימיום יכולה להיות גם השפעות סביבתיות שליליות. הדבר נובע משימוש בכימיקלים מסוכנים, כגון חומצה גופרתית וחומצה הידרוכלורית, במהלך תהליך הייצור. כימיקלים אלו עלולים לפגוע בחיות בר מקומיות ובמערכות אקולוגיות אם לא יסולקו כראוי. בנוסף, כרייה ועיבוד של עפרות ניאודימיום עלולים לשחרר חלקיקי אבק, שעלולים לזהם את האוויר והמים בסביבה.
שימושים נפוצים במגנטים
הייצור העולמי של מגנטים, הן קבועים והן אלקטרו מגנטים, הוא עצום. בשנת 2018, ייצור המגנטים של כדור הארץ הנדירים העולמי הוערך בכ-4.5 מיליון טון. מתוכם, מגנטים מברזל ניאודימיום (NdFeB) היוו יותר מ-95 אחוזים. אומרים שסוג זה של מגנטים הוא אחד החזקים והיציבים מבין המגנטים הקבועים.
מגנטים NdFeB משמשים במגוון יישומים, כולל מנועים חשמליים וגנרטורים, מיקרופונים, רמקולים, אוזניות, משאבות ומדחסים. הם משמשים גם בכוננים קשיחים של מחשבים, בכלים חשמליים, בסורקי MRI ובמגוון טכנולוגיות אנרגיה ירוקה. עם מגוון היישומים הרחב שלהם, אין זה מפתיע שמגנטי NdFeB הפכו לסחורות יקרות ערך להפליא. הביקוש למגנטים מסוג זה גדל משנה לשנה, והם הופכים חשובים יותר ויותר בסביבת ייצור גלובלית.
בדקו את הבית שלכם ואנו בטוחים שתמצאו משהו שעבר מגנט בתוך מרכיביו הפנימיים. לדוגמה, חלק מהשימושים השכיחים ביותר הם עבור מגנטים של יצרנים. מגנטים מספקים אטימה הדוקה, משפרים את הכוח במכשירים אלקטרוניים מסוימים וכן עוזרים בייצוב.
ייצור מגנטים ניאודימיום וצריכת משאבים
מגנטים ניאודימיום הם סוג של מגנט קבוע העשוי מסגסוגת של ניאודימיום, ברזל ובורון. מגנטים קבועים נקראים כך מכיוון שהם שומרים על התכונות המגנטיות שלהם גם כאשר הם נחשפים לשדה מגנטי. מגנטים קבועים עשויים ממתכות טבעיות שמתמגנטות בקלות, כמו קובלט, פריט, ברזל, ניקל ומתכות אדמה נדירות. חומרים פרומגנטיים אלה משולבים ומשתנים ליצירת מגנטים מורכבים ועמידים המוכנים לשימוש במגזרים תעשייתיים ומסחריים. במילים אחרות, למגנטים יש שדות מגנטיים קבועים. מגנטים אלה הם חזקים להפליא ונמצאים בשימוש נרחב עבור מגוון רחב של יישומים, החל ממוצרי אלקטרוניקה ועד לאנרגיה נקייה. עם זאת, לייצור שלהם יש השלכות משמעותיות על צריכת משאבים.
המקור העיקרי למגנטים של ניאודימיום הוא מינרלים נדירים של אדמה, אשר נכרים ומזוקקים כדי לחלץ את הנאודימיום. למרבה הצער, תהליך זה הוא עתיר משאבים להפליא ודורש שימוש במגוון כימיקלים שעלולים להיות בעלי השפעות סביבתיות שליליות. המקור העיקרי למינרלים נדירים הוא מונגוליה הפנימית, שמייצרת כ-80% מהאספקה העולמית. ככל שהביקוש למגנטים ניאודימיום עולה, מופעל לחץ רב יותר על האנשים והסביבה של מונגוליה הפנימית להגביר את הייצור, מה שמוביל לעומס מוגבר על המשאבים.
לכן חשוב לאלו המשתמשים במגנטים ניאודימיום להיות מודעים להשלכות על צריכת המשאבים שלהם ולפעול כדי להגביל את ההשפעות הסביבתיות של הייצור שלהם. הערכת מחזור חיים מפורשת באופן זמני ככלי לקבלת החלטות ביצועים סביבתיים בפיתוח פרויקטים של אדמה נדירה. זה עשוי לכלול רכישת מינרלים נדירים בני קיימא, או החלפת מגנטים ניאודימיום בחומרים אחרים במידת האפשר. על ידי ביצוע שינויים אלה, אנו יכולים להפחית את צריכת המשאבים של ייצור מגנטים ניאודימיום ובסופו של דבר לסייע בהגנה על הסביבה.
חלק מהחברות אפילו החלו לייצר מגנטים ממוחזרים בלבד. מגנטים הם גם חלופה בת קיימא למוצרים חד פעמיים רבים. בחללים קמעונאיים ומסחריים, מגנטים אידיאליים להחלפת פריטים חד פעמיים כגון מדבקות, כרזות נייר, סרט דבק ועוד.
ההשפעות הסביבתיות של הייצור העולמי של Nd/Pr ו-Dy/Tb ליישומי מגנט בשנים 2013 ו-2035
איורים 6 ו-7 מראים כיצד נעשה שימוש ב-Nd ו-Pr ביישומי מגנטים ברחבי העולם עבור 2013 ו-2035. הנתונים מנורמלים באמצעות הערכות ההשפעה הסביבתית העולמית לשנת 2000 (van Oers, 2015). ערך מוחלט כולל מידע תמיכה S3. הרעילות האנושית של ייצור Nd/Pr היא ללא ספק הנושא האקולוגי החשוב ביותר. באופן דומה, ההתדרדרות האקולוגית של האטמוספירה של כדור הארץ היא בעלת חשיבות מועטה יחסית.
הביקוש לליתיום וקובלט עשוי לגדול פי עשרה עד עשרים עד 2050 בגלל מכוניות חשמליות. הביקוש לדיספרוזיום וניאודימיום מוערך לגדול פי שבע עד עשרים ושש במהלך 25 השנים הבאות כתוצאה מכלי רכב חשמלייםוטורבינות רוח. אבל ל-REEs יש גם סיכויים קודרים: הדרך שבה חברות מחלצות REE פוגעת במידה רבה בקהילות ומזהמת את האזורים שמסביב.
כיצד מגנטים משפיעים על הסביבה?
למרבה הצער, מגנטים הם גם חלק חשוב בזיהום הסביבה וגם בשינויי האקלים, וזיהום הוא בעיה בכל העולם. ניתן לייצר מגנטים ממשאבים שאינם מתחדשים כגון מתכות.
הייצור העיקרי של יסודות אדמה נדירים (REE) המשמשים במגנטים של ניאודימיום-ברזל-בורון (Nd-Fe-B) קשור להשפעות סביבתיות הן מהכרייה והן מהעיבוד. הוצע כי מיחזור של גרוטאות מגנטים Nd-Fe-B יפחית את הייצור העיקרי של REE, ובכך את ההשפעות הסביבתיות.
בסך הכל, למגנטים יכולות להיות השפעות חיוביות ושליליות על הסביבה. חשוב לקחת בחשבון את מלאי מחזור החיים שלהם ואת האנרגיה המשמשת בתהליכי הייצור והמחזור שלהם. בנוסף, סילוק נכון של מגנטים בסוף מחזור חייהם יכול לעזור להפחית פסולת מסוכנת ולחסוך במשאבים. על ידי נקיטת צעדים אלה, ניתן להשתמש במגנטים באופן ידידותי לסביבה המסייע להפחית את ההשפעות הסביבתיות שלהם ותורם לפיתוח בר קיימא.
כדי להבין את ההשפעות הסביבתיות של מגנטים קבועים, יש צורך לבצע הערכת מחזור חיים (LCA). סוג זה של הערכה מסתכל על כל השלבים בתהליך הייצור, החל מכריית אלמנטים נדירים של אדמה ועד סילוק מגנטים שסופקו. על ידי ניתוח ההשפעות הפוטנציאליות של כל שלב, ניתן לזהות היכן ניתן לבצע שיפורים וכיצד לצמצם את הנזק הסביבתי הקשור למגנטים ניאודימיום במהלך חייהם.
על ידי הבנת ההשפעה הסביבתית של מגנטים אלה, ארגונים יכולים לשאוף למזער את טביעת הרגל שלהם על ידי קבלת החלטות רכישה בר קיימא ויישום שיטות עבודה מומלצות המגבילות את הנזק הסביבתי של מגנטים ניאודימיום. בנוסף, על ידי מחקר שיטות כרייה וייצור אחראיות, ארגונים יכולים לוודא שהם מבצעים רכישות שממזערות את ההשפעות השליליות על הסביבה. בסופו של דבר, עם שיקול וניהול מדוקדק של התהליכים והמוצרים שלהם, ארגונים יכולים להפחית את ההשפעות הסביבתיות של מגנטים נדירים.
