science >> Wetenschap >  >> Chemie

Nieuw zuurvrij magneetrecyclingproces

Krediet:Ames Laboratory

Een nieuw recyclingproces voor zeldzame-aardemagneten, ontwikkeld door onderzoekers van het Critical Materials Institute (CMI), lost magneten op in een zuurvrije oplossing en herstelt zeldzame-aarde-elementen met een hoge zuiverheid. Voor versnipperd magneethoudend elektronisch afval, het proces vereist geen voorbewerking zoals voorsorteren of demagnetiseren van het elektronisch afval.

Zeldzame aardmetalen zijn essentieel voor veel technologieën en zijn cruciale ingrediënten in 's werelds sterkste magneten, maar ze zijn onderhevig aan aanbodtekorten. Recycling is een mogelijke oplossing voor de supply chain-problemen, maar heeft tot nu toe te maken gehad met ernstige economische en ecologische uitdagingen. CMI, een innovatiehub van het Amerikaanse ministerie van energie onder leiding van Ames Laboratory, was in staat om met deze verwerkingstechnologie verschillende hindernissen voor de ecologische levensvatbaarheid van recycling van zeldzame aardmetalen te overwinnen, aldus hoofdonderzoeker Ikenna Nlebedim.

"De moeilijkheid met traditionele hydrometallurgische methoden voor het recyclen van zeldzame aardmagneten is dat ze afhankelijk zijn van het gebruik van gevaarlijke minerale zuren, en dit levert een aantal problemen op vanuit economisch en milieuoogpunt, "zei Nlebedim. "Het produceert giftige dampen; de zuren moeten worden opgenomen, en dat geldt ook voor met zuur verontreinigd afval."

Het nieuwe proces is toegepast op afvalmagneetmaterialen die zijn verkregen uit Amerikaanse magneetverwerkingsfabrieken. "De technologie is opmerkelijk selectief in het terugwinnen van zeldzame-aarde-elementen, zelfs uit stukjes magneethoudend versnipperd elektronisch afval, " zei Nlebedim. In versnipperde harde schijven van computers bijvoorbeeld, zeldzame aardelementen werden selectief verwijderd uit het e-waste zonder de noodzaak om de magneetinhoud van de materialen vooraf te sorteren of te concentreren, verdere reductie van stappen en kosten.

Het resultaat is teruggewonnen zeldzame aardoxiden van hoge zuiverheid, zonder de productie van dampen of het gebruik van gevaarlijke minerale zuren. Het proces is aangepast voor het terugwinnen van zeldzame aardelementen uit zowel Nd-Fe-B (Neodymium-Iron-Boron) als Sm-Co (Samarium-Cobalt) magneten.

Andere waardevolle bijproducten van e-waste componenten kunnen worden teruggewonnen voor verdere recycling, waaronder koper, chroom, nikkel en andere metalen of hun composieten.

"Beschikbare herstelmethoden voor zeldzame aardelementen zijn zelden winstgevend", zegt postdoctoraal onderzoeker Denis Prodius. "Deze methode herstelt niet alleen zeer zuivere zeldzame aardmetalen, het wint ook andere verhandelbare materialen terug. De bijproducten betalen voor chemicaliën die worden gebruikt in het recyclingproces."