ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของแม่เหล็กนีโอไดเมียม

แม่เหล็กนีโอไดเมียมเป็นแม่เหล็กหายากประเภทหนึ่งที่ทำจากธาตุหายาก ธาตุหายากเป็นโลหะที่พบในเปลือกโลก และวัสดุเหล่านี้จะต้องถูกขุดเพื่อผลิตแม่เหล็กนีโอไดเมียม กระบวนการทำเหมืองอาจก่อให้เกิดอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมหากทำอย่างไม่เหมาะสมหรือไม่จัดการสารเคมีที่ใช้ในกระบวนการอย่างระมัดระวัง นอกจากนี้ การผลิตแม่เหล็กนีโอไดเมียมยังสามารถปล่อยสารเคมีอันตรายสู่สิ่งแวดล้อมได้

การทำเหมืองนีโอไดเมียมอย่างผิดกฎหมายเป็นปัญหาต่อเนื่องและอาจก่อให้เกิดความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมาก การทำเหมืองที่ไม่ได้รับการควบคุมประเภทนี้มักเกิดขึ้นในพื้นที่ห่างไกลซึ่งมีกฎระเบียบและการป้องกันเพียงเล็กน้อย ซึ่งนำไปสู่มลพิษที่เพิ่มขึ้นจากทั้งกระบวนการทำเหมืองและการกำจัดของเสียที่ไม่ได้รับการควบคุม นอกจากนี้ คนงานเหมืองที่ผิดกฎหมายมักใช้ปรอทในการสกัดแร่นีโอดิเมียมออกจากแร่ ปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมและก่อให้เกิดมลภาวะต่อไป

การผลิตแม่เหล็กนีโอไดเมียมยังส่งผลเสียต่อสิ่งแวดล้อมอีกด้วย เนื่องจากมีการใช้สารเคมีอันตราย เช่น กรดกำมะถันและกรดไฮโดรคลอริกในระหว่างกระบวนการผลิต สารเคมีเหล่านี้สามารถทำลายสัตว์ป่าและระบบนิเวศในท้องถิ่นได้หากไม่กำจัดอย่างเหมาะสม นอกจากนี้ การทำเหมืองและการแปรรูปแร่นีโอดิเมียมยังสามารถปล่อยอนุภาคฝุ่น ซึ่งสามารถปนเปื้อนในอากาศและน้ำในบริเวณโดยรอบได้

การใช้แม่เหล็กทั่วไป

การผลิตแม่เหล็กของโลกทั้งแม่เหล็กถาวรและแม่เหล็กไฟฟ้านั้นมีปริมาณมหาศาล ในปี 2018 การผลิตแม่เหล็กโลกหายากทั่วโลกอยู่ที่ประมาณ 4.5 ล้านตัน ในจำนวนนี้ แม่เหล็กนีโอดิเมียมเหล็กโบรอน (NdFeB) มีสัดส่วนมากกว่า 95 เปอร์เซ็นต์ แม่เหล็กชนิดนี้ได้รับการกล่าวขานว่าเป็นหนึ่งในแม่เหล็กถาวรที่แข็งแกร่งและเสถียรที่สุด

แม่เหล็ก NdFeB ถูกนำไปใช้งานที่หลากหลาย รวมถึงมอเตอร์ไฟฟ้าและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ไมโครโฟน ลำโพง หูฟัง ปั๊ม และคอมเพรสเซอร์ นอกจากนี้ยังใช้ในฮาร์ดไดรฟ์ของคอมพิวเตอร์ เครื่องมือไฟฟ้า เครื่องสแกน MRI และเทคโนโลยีพลังงานสีเขียวอีกมากมาย ด้วยการใช้งานที่หลากหลาย จึงไม่น่าแปลกใจเลยที่แม่เหล็ก NdFeB ได้กลายเป็นสินค้าที่มีค่าอย่างเหลือเชื่อ ความต้องการแม่เหล็กประเภทนี้เพิ่มขึ้นทุกปี และมีความสำคัญมากขึ้นในสภาพแวดล้อมการผลิตทั่วโลก

ตรวจสอบบ้านของคุณแล้วเรามั่นใจว่าคุณจะพบบางสิ่งที่ถูกทำให้เป็นแม่เหล็กภายในส่วนประกอบภายใน ตัวอย่างเช่น การใช้งานบ่อยที่สุดสำหรับแม่เหล็กโดยผู้ผลิต แม่เหล็กให้การปิดผนึกอย่างแน่นหนา ปรับปรุงพลังงานในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์บางอย่าง รวมทั้งช่วยในการมีเสถียรภาพ

การผลิตแม่เหล็กนีโอไดเมียมและการใช้ทรัพยากร

แม่เหล็กนีโอไดเมียมเป็นแม่เหล็กถาวรชนิดหนึ่งที่ทำจากโลหะผสมของนีโอไดเมียม เหล็ก และโบรอน แม่เหล็กถาวรถูกเรียกเช่นนั้นเพราะพวกมันรักษาคุณสมบัติทางแม่เหล็กแม้เมื่อสัมผัสกับสนามแม่เหล็ก แม่เหล็กถาวรทำมาจากโลหะที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติซึ่งเป็นแม่เหล็กได้ง่าย เช่น โคบอลต์ เฟอร์ไรต์ เหล็ก นิกเกิล และโลหะหายาก จากนั้นวัสดุเฟอร์โรแมกเนติกเหล่านี้จะถูกรวมเข้าด้วยกันและเปลี่ยนแปลงเพื่อสร้างแม่เหล็กที่ซับซ้อนและทนทานพร้อมสำหรับใช้ในภาคอุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์ กล่าวอีกนัยหนึ่ง แม่เหล็กมีสนามแม่เหล็กถาวร แม่เหล็กเหล่านี้ทรงพลังอย่างไม่น่าเชื่อและใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย ตั้งแต่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคไปจนถึงพลังงานสะอาด อย่างไรก็ตาม การผลิตของพวกเขามีผลกระทบต่อการใช้ทรัพยากรอย่างมาก

แหล่งที่มาหลักของแม่เหล็กนีโอไดเมียมคือแร่ธาตุหายาก ซึ่งขุดและกลั่นเพื่อสกัดนีโอไดเมียมออกมา น่าเสียดายที่กระบวนการนี้ใช้ทรัพยากรมากอย่างไม่น่าเชื่อ และต้องใช้สารเคมีหลายชนิดที่อาจส่งผลเสียต่อสิ่งแวดล้อม แหล่งที่มาที่สำคัญของแร่ธาตุหายากคือมองโกเลียใน ซึ่งผลิตประมาณร้อยละ 80 ของอุปทานทั่วโลก เนื่องจากความต้องการใช้แม่เหล็กนีโอไดเมียมเพิ่มขึ้น จึงมีแรงกดดันมากขึ้นต่อผู้คนและสภาพแวดล้อมของมองโกเลียในเพื่อเพิ่มการผลิต ซึ่งนำไปสู่ภาระทรัพยากรที่เพิ่มขึ้น

ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญสำหรับผู้ที่ใช้แม่เหล็กนีโอไดเมียมในการตระหนักถึงผลกระทบจากการใช้ทรัพยากร และดำเนินการเพื่อจำกัดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการผลิต การประเมินวัฏจักรชีวิตที่ชัดเจนชั่วคราวเป็นเครื่องมือในการตัดสินใจด้านสิ่งแวดล้อมในการพัฒนาโครงการธาตุหายาก ซึ่งอาจรวมถึงการจัดหาแร่ธาตุหายากที่ยั่งยืน หรือเปลี่ยนแม่เหล็กนีโอไดเมียมเป็นวัสดุอื่นเมื่อเป็นไปได้ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ทำให้เราสามารถลดการใช้ทรัพยากรในการผลิตแม่เหล็กนีโอไดเมียมและช่วยปกป้องสิ่งแวดล้อมได้ในที่สุด

บางบริษัทได้เริ่มผลิตแม่เหล็กรีไซเคิลโดยเฉพาะ แม่เหล็กยังเป็นทางเลือกที่ยั่งยืนสำหรับผลิตภัณฑ์แบบใช้ครั้งเดียวจำนวนมาก ในพื้นที่ค้าปลีกและการค้า แม่เหล็กเหมาะอย่างยิ่งสำหรับใช้แทนสิ่งของที่ใช้ครั้งเดียวทิ้ง เช่น สติกเกอร์ ป้ายกระดาษ เทป และอื่นๆ

ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการผลิต Nd/Pr และ Dy/Tb ของโลกสำหรับการใช้งานแม่เหล็กในปี 2556 และ 2578

รูปที่ 6 และ 7 แสดงวิธีใช้ Nd และ Pr ในการใช้งานแม่เหล็กทั่วโลกในปี 2556 และ 2578 ข้อมูลได้รับการทำให้เป็นมาตรฐานโดยใช้การประเมินผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมทั่วโลกสำหรับปี 2543 (van Oers, 2015) ค่าสัมบูรณ์รวมถึงข้อมูลสนับสนุน S3 ความเป็นพิษต่อมนุษย์ของการผลิต Nd/Pr เป็นปัญหาทางนิเวศวิทยาที่สำคัญที่สุดอย่างเห็นได้ชัด ในทำนองเดียวกัน ความเสื่อมโทรมของระบบนิเวศในชั้นบรรยากาศของโลกมีความสำคัญค่อนข้างน้อย

ความต้องการลิเธียมและโคบอลต์อาจเพิ่มขึ้นสิบถึงยี่สิบเท่าภายในปี 2593 เนื่องจากรถยนต์ไฟฟ้า ความต้องการดิสโพรเซียมและนีโอไดเมียมคาดว่าจะเพิ่มขึ้น 7-26 เท่าในอีก 25 ปีข้างหน้าอันเป็นผลมาจากยานพาหนะไฟฟ้าและกังหันลม แต่ REE ก็มีแนวโน้มที่น่ากลัวเช่นกัน: วิธีที่บริษัทสกัด REE สร้างความเสียหายอย่างใหญ่หลวงต่อชุมชนและปนเปื้อนพื้นที่โดยรอบ

แม่เหล็กมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอย่างไร?

น่าเสียดายที่แม่เหล็กยังเป็นส่วนสำคัญของมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมรวมถึงการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และมลพิษก็เป็นปัญหาทั่วโลก แม่เหล็กสามารถทำจากทรัพยากรที่ไม่หมุนเวียน เช่น โลหะ

การผลิตเบื้องต้นของธาตุหายาก (REE) ที่ใช้ในแม่เหล็กนีโอไดเมียม-เหล็ก-โบรอน (Nd-Fe-B) นั้นสัมพันธ์กับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมทั้งจากการทำเหมืองและการแปรรูป มีข้อเสนอแนะว่าการรีไซเคิลเศษแม่เหล็ก Nd-Fe-B จะช่วยลดการผลิตขั้นต้นของ REE และส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

โดยรวมแล้ว แม่เหล็กสามารถส่งผลทั้งด้านบวกและด้านลบต่อสิ่งแวดล้อม สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาสินค้าคงคลังตลอดอายุการใช้งานและพลังงานที่ใช้ในกระบวนการผลิตและการรีไซเคิล นอกจากนี้ การกำจัดแม่เหล็กอย่างเหมาะสมเมื่อสิ้นสุดวงจรชีวิตสามารถช่วยลดของเสียอันตรายและอนุรักษ์ทรัพยากรได้ เมื่อทำตามขั้นตอนเหล่านี้ แม่เหล็กจะถูกนำมาใช้ในลักษณะที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและก่อให้เกิดการพัฒนาที่ยั่งยืน

เพื่อให้เข้าใจผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของแม่เหล็กถาวร จำเป็นต้องทำการประเมินวัฏจักรชีวิต (LCA) การประเมินประเภทนี้พิจารณาทุกขั้นตอนในกระบวนการผลิต ตั้งแต่การขุดธาตุหายากไปจนถึงการกำจัดแม่เหล็กที่หมดอายุการใช้งาน ด้วยการวิเคราะห์ผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นในแต่ละขั้นตอน ทำให้สามารถระบุได้ว่าควรปรับปรุงจุดใดและวิธีลดอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับแม่เหล็กนีโอไดเมียมตลอดอายุการใช้งาน

ด้วยการทำความเข้าใจผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของแม่เหล็กเหล่านี้ องค์กรต่างๆ สามารถพยายามลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมโดยการตัดสินใจซื้ออย่างยั่งยืนและนำแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดมาใช้เพื่อจำกัดความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมของแม่เหล็กนีโอไดเมียม นอกจากนี้ การวิจัยแนวทางปฏิบัติด้านการทำเหมืองและการผลิตอย่างมีความรับผิดชอบ องค์กรต่างๆ สามารถมั่นใจได้ว่าพวกเขากำลังทำการซื้อที่ลดผลกระทบด้านลบต่อสิ่งแวดล้อมให้เหลือน้อยที่สุด ในที่สุด ด้วยการพิจารณาอย่างรอบคอบและการจัดการกระบวนการและผลิตภัณฑ์ของตน องค์กรต่างๆ จะสามารถลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากแม่เหล็กโลกหายากได้