Recykling magnesów NdFeB za pomocą elektrolizy stopionej soli zamienia odpady magnetyczne z powrotem w surowce ziem rzadkich

Recykling magnesów NdFeB za pomocą elektrolizy stopionej soli zamienia odpady magnetyczne z powrotem w surowce ziem rzadkich

Bardzomagnesy neodymowedziś nadal rozpoczynają swoje życie w kopalni. Zespół badawczy poinformował w tym miesiącu w Nature Communications, że być może nie będą musieli tego robić. W ich procesie wykorzystuje się pokruszony złom neodymowy (NdFeB) i magnesy wycofane z eksploatacji, a następnie odzyskuje zawartość pierwiastków ziem rzadkich bezpośrednio w postaci metalu, przetwarzając magnesy neodymowe za pomocą elektrolizy stopionej soli i zużywalnej katody magnezowej.

Wyzwania związane z recyklingiem konwencjonalnych magnesów NdFeB

Zwykłą praktyką jest najpierw niszczenie magnesów: rozpad wodoru powoduje rozbicie spiekanego korpusu na proszek, następnie kwasy rozpuszczają proszek i pierwiastki ziem rzadkich wytrącają się w postaci tlenków. Tlenki te należy następnie ponownie zredukować do metalu, zanim będzie można wyprodukować nowe magnesy. Dwa pełne etapy konwersji, zużycie ciężkiego kwasu i strumień ścieków w postaci słonej wody utrudniają ekonomię, zwłaszcza gdy ceny neodymu i prazeodymu utrzymują się na niskim poziomie.

Jak elektroliza stopionej soli pozwala odzyskać metale ziem rzadkich

W nowym procesie pomija się etap tlenkowy. W kąpieli ze stopioną solą chlorkową prąd przepływa pomiędzy elektrodami, a katoda magnezowa wychwytuje Nd i Pr w postaci stopu. Ponieważ magnez jest zużywany podczas cyklu, działa on zarówno jako środek redukujący, jak i materiał elektrody. Autorzy zgłaszają wysoki odzysk magnetycznych pierwiastków ziem rzadkich, podczas gdy żelazo i bor pozostają w pozostałościach, które można odfiltrować.

Co to oznacza dla nabywców magnesów

Co oznacza recykling magnesu NdFeB dla dostaw pierwiastków ziem rzadkich

Dla fabryki magnesów wartość takiej trasy w dobrym roku nie jest dramatyczna. To ma znaczenie w ciasnym. Kiedy kontrole eksportu lub zakłócenia w transporcie ograniczają podaż tlenku NdPr, działający kanał recyklingu działa jak bufor: generatory turbin wiatrowych, maszyny trakcyjne wind, sprężarki klimatyzatorów i silniki pojazdów elektrycznych wycofują się z eksploatacji zgodnie z przewidywalnymi harmonogramami, a każda tona złomowanych magnesów zawiera w przybliżeniu jedną trzecią swojej masy w pierwiastkach ziem rzadkich.

Kontrola jakości i perspektywy na przyszłość dla magnesów NdFeB pochodzących z recyklingu

Jedną przestrogę warto powtórzyć zespołom zakupowym. Surowiec z recyklingu różni się w zależności od partii, więc magnesy wytłoczone z materiału odzyskanego wymagają tej samej kontroli wyrównania ziaren, tych samych testów i tej samej weryfikacji w mgle solnej, co magnesy wykonane ze stopu pierwotnego. Rozsądnym podejściem na nadchodzące lata jest mieszany łańcuch dostaw: metal pierwotny dla gatunków wysokogatunkowych i wysokotemperaturowych, takich jak SH, UH i EH, z wsadem pochodzącym z recyklingu połączonym ze standardowymi seriami N i M, w których marginesy właściwości są szersze.

Będziemy nadal obserwować, jak szybko ta trasa elektrolizy wychodzi poza laboratorium. Jeśli koszt energii na kilogram odzyskanych gruntów NdPr będzie zgodny z oczekiwaniami autorów, użytkownicy magnesów w Europie i Ameryce Północnej będą mieli możliwość dostaw krajowych, która nie będzie uzależniona od otwarcia ani jednej nowej kopalni.