Неодимовые магниты - одни из самых сильных постоянных магнитов в мире. Их делают из неодима, железа и бора, и они используются в электромобилях, ветряных турбинах, а также в динамиках, смартфонах и жестких дисках. Мировой спрос на постоянные магниты растет: ежегодный прирост оценивается до 8,3%. Поэтому переработка редкоземельных элементов, таких как неодим, становится все более важной, хотя сам процесс очень сложен.

Чтобы неодим можно было снова использовать в новых магнитах, он должен быть очень чистым. Создать экономически выгодный процесс, который обеспечит такую чистоту, непросто. В результате в Европе перерабатывается лишь очень малая часть магнитов. Большинство собирают и отправляют в Китай на переработку, а затем около 90% материалов, включая неодим, возвращается обратно в Европу.

В рамках проекта NEO-CYCLE, финансируемого Евросоюзом, исследователи работают над тем, чтобы извлекать ценные материалы прямо в Европе. Сандра Павон, руководитель группы гидрометаллургической переработки и химии сырья в институте Fraunhofer IKTS во Фрайберге, говорит: "Мы стремимся извлекать редкоземельные элементы из электронных отходов и использовать их в высокоценных продуктах, таких как зеленые удобрения и фармацевтика. Это замкнет цикл материалов, защитит окружающую среду и поможет снизить глобальную зависимость от стратегических ресурсов".

Проект сосредоточен на жестких дисках (HDD) из выброшенных компьютеров и ноутбуков, которые содержат неодимовые магниты. Исследователи тестируют два метода переработки: твердофазное хлорирование и электрохимический процесс. В первом случае к смеси неодим-бор-железо, полученной из отходов HDD, добавляют хлорид аммония вместо обычной соляной кислоты. При нагреве смесь превращается в хлориды металлов и высокочистый раствор аммиака. Этот запатентованный метод уже применяется для люминесцентных ламп, и теперь ученые проверяют, подходит ли он для магнитов. Результаты показывают, что хлориды металлов можно отделить от материала магнита гораздо эффективнее, извлекая почти все металлы с помощью относительно небольшого количества химикатов.

Во втором методе порошкообразные отходы магнитов помещают в электрохимическую ячейку, где электролит, например разбавленная серная кислота, служит средой для реакций. Сначала из магнитов извлекают раствор бора, который затем концентрируют для использования в химической и фармацевтической промышленности.

Затем специалисты Fraunhofer IKTS разделяют продукты обоих процессов, используя свои знания в области разделения металлов и очистки технологической воды. С помощью селективного гидрометаллургического метода (то есть избирательного извлечения металлов из растворов) они выделяют неодим и железо, а затем получают соли металлов в чистом виде. После разделения материалы дополнительно очищаются партнерами проекта и поставляются не только в химическую и фармацевтическую отрасли, но также в водородный и удобренческий секторы.

Хотя исследование демонстрирует перспективные лабораторные результаты, о промышленном внедрении и сроках коммерциализации говорить пока рано. Тем не менее, если технология окажется экономически жизнеспособной, она может стать шагом к снижению зависимости Европы от импорта редкоземельных металлов.

Источник: Tech Xplore