Il riciclaggio dei magneti NdFeB con l'elettrolisi del sale fuso trasforma i rottami di magnete di scarto in una fornitura di terre rare

Il riciclaggio dei magneti NdFeB con l'elettrolisi del sale fuso trasforma i rottami di magnete di scarto in una fornitura di terre rare

Maggior partemagneti al neodimioancora oggi iniziano la loro vita in una miniera. Un gruppo di ricerca ha riferito su Nature Communications questo mese che potrebbe non essere necessario. Il loro processo prende rottami di neodimio (NdFeB) frantumati e magneti a fine vita e recupera il contenuto di terre rare direttamente come metallo, riciclando magneti al neodimio con elettrolisi del sale fuso e un catodo di magnesio consumabile.

Sfide del riciclaggio convenzionale dei magneti NdFeB

La pratica abituale è quella di demolire prima i magneti: la decrepitazione dell'idrogeno riduce in polvere il corpo sinterizzato, poi gli acidi sciolgono la polvere e le terre rare vengono precipitate come ossidi. Questi ossidi devono quindi essere nuovamente ridotti in metallo prima di poter realizzare nuovi magneti. Due fasi di conversione complete, il consumo di acido pesante e un flusso di scarico di acqua salata rendono difficile l’economia, soprattutto quando i prezzi del neodimio e del praseodimio sono a livelli bassi.

Come l'elettrolisi del sale fuso recupera i metalli delle terre rare

Il nuovo processo salta la fase di ossido. In un bagno di sali di cloruro fuso, la corrente passa tra gli elettrodi e il catodo di magnesio cattura Nd e Pr come una lega. Poiché il magnesio viene consumato durante il ciclo, agisce sia come agente riducente che come materiale dell'elettrodo. Gli autori segnalano un elevato recupero delle terre rare magnetiche mentre ferro e boro rimangono nel residuo, che può essere filtrato.

Cosa significa questo per gli acquirenti di magneti

Cosa significa il riciclaggio dei magneti NdFeB per la fornitura di terre rare

Per una fabbrica di magneti, il valore di un percorso del genere non è drammatico in un buon anno. È importante in uno stretto. Quando i controlli sulle esportazioni o le interruzioni delle spedizioni riducono la fornitura di ossido NdPr, un canale di riciclaggio funzionante funge da cuscinetto: generatori di turbine eoliche, macchine per la trazione di ascensori, compressori di condizionatori d’aria e motori di veicoli elettrici vanno tutti in pensione secondo programmi prevedibili, e ogni tonnellata di magneti scartati trasporta circa un terzo del suo peso in terre rare.

Controllo qualità e prospettive future per i magneti NdFeB riciclati

Vale la pena ripetere un avvertimento ai team acquirenti. La materia prima riciclata varia da lotto a lotto, quindi i magneti pressati dal materiale recuperato necessitano dello stesso controllo dell'allineamento dei grani, degli stessi test e della stessa verifica in nebbia salina dei magneti realizzati con lega vergine. L’approccio sensato nei prossimi anni è una catena di fornitura mista: metallo primario per gradi ad alta qualità e ad alta temperatura come SH, UH ed EH, con input riciclato miscelato nelle serie standard N e M dove i margini di proprietà sono più ampi.

Continueremo a osservare la rapidità con cui questo percorso di elettrolisi si espande oltre i confini del laboratorio. Se il costo energetico per chilogrammo di NdPr recuperato dovesse raggiungere i livelli previsti dagli autori, gli utilizzatori di magneti in Europa e Nord America avranno un’opzione di approvvigionamento interno che non dipende dall’apertura di una singola nuova miniera.