Nowe metody upcyklingu rzadkich ziem z magnesów
Zdjęcie: Fraunhofer IKTS
Magnesy są używane w pojazdach elektrycznych, instalacjach wiatrowych oraz licznych produktach elektronicznych. Szczególnie magnesy neodymowe składają się z neodymu, żelaza i boru i należą do najsilniejszych magnesów trwałych na świecie. Ponieważ światowe zapotrzebowanie na magnesy trwałe rośnie co roku o nawet 8,3 procent, a około 90 procent neodymu jest importowane z Chin, coraz większe znaczenie nabiera recykling surowców.
Institut Fraunhofer dla Technologii i Systemów Keramicznych IKTS wspólnie z TU Bergakademie Freiberg w ramach projektu UE Neo-Cycle rozwija metody odzyskiwania rzadkich ziem z odpadów elektronicznych. Obecnie magnesy w Europie prawie w ogóle nie są recyklingowane, lecz często zbierane, przewożone do Chin i tam przetwarzane. Celem projektu jest odzyskanie cennych surowców w Europie oraz umożliwienie ich wykorzystania do produkcji wysokiej jakości produktów oraz w różnych gałęziach przemysłu.
„Chcemy odzyskiwać rzadkie ziemi z odpadów elektronicznych i wykorzystywać je do produkcji wysokiej jakości produktów, takich jak zielone nawozy lub leki”, wyjaśnia kierownik grupy Hydrometallurgisches Recycling und Rohstoffchemie w Fraunhofer IKTS w Freibergu. „W ten sposób tworzymy zamknięty obieg materiałów, chronimy środowisko, a jednocześnie wspieramy globalną niezależność od zasobów strategicznych.”
W centrum uwagi znajdują się magnesy neodymowe pochodzące z wycofanych dysków twardych komputerów i laptopów. Badacze badają w tym celu dwa metody przetwarzania: chlorowanie stałe oraz procesy elektrochemiczne. Podczas chlorowania stałego do mieszanki neodymu, boru i żelaza dodaje się chlorek amonu, a następnie termicznie przekształca się ją w chlorki metali oraz wysoce czysty roztwór amoniaku. Według naukowców pierwsze wyniki pokazują, że dzięki temu chlorki metali można znacznie skuteczniej wydobyć z materiału magnetycznego, a niemal całkowite wydobywanie metali jest możliwe przy stosunkowo niskim zużyciu chemikaliów.
W drugim procesie proszkowane odpady magnetyczne są wprowadzane do komórki elektrochemicznej. Za pomocą elektrolitu, takiego jak rozcieńczona kwas siarkowy, najpierw wydobywana jest roztwór boru, który następnie może zostać zagęszczony. Ten roztwór może być wykorzystywany w przemyśle chemicznym i farmaceutycznym. Fraunhofer IKTS zajmuje się również dalszym oddzielaniem uzyskanych produktów. Za pomocą selektywnego procesu hydrometalurgicznego najpierw wydobywa się neodym i żelazo, a następnie uzyskuje się sole metali w czystej postaci.
Oddzielone substancje mają następnie zostać dalej przetworzone przez partnerów projektu i dostarczone przemysłowi chemicznemu, farmaceutycznemu, wodorowemu oraz nawozowemu. Projekt wspierany przez Unię Europejską w ramach Horizon Europe trwa cztery lata. Już zaplanowano instalację pilotażową. Jako cel Sandra Pavón wskazuje koncepcję zero-waste, w której produkty ukończywszy swój cykl życia stają się surowcami dla czterech różnych gałęzi przemysłu.
Zauważyli Państwo błędy? Prosimy o informowanie nas
poprzez e-mail
o tym. Dziękujemy!
Również interesujące
O autorze
Thomas Langenbucher jest ekspertem od mobilności elektrycznej, który pracował w przemyśle motoryzacyjnym oraz w sektorze finansowym. Od 2011 roku publikuje na stronie ecomento.de artykuły na temat samochodów elektrycznych, zrównoważonych technologii oraz rozwiązań związanych z mobilnością. Dowiedz się więcej.
Interakcje czytelników