Спрос на такие металлы, как неодим (Nd) и диспрозий (Dy), растет намного быстрее, чем производство. Эти металлы используются в таких технологиях, как генераторы, накапливающие энергию в ветряных турбинах, и электродвигатели, приводящие в движение электрические и гибридные автомобили.
Но они также используются в повседневных товарах, таких как компьютеры и мобильные телефоны.Редкоземельные металлы присутствуют в земной коре, но не в достаточно высоких концентрациях.
Вот почему только одна страна — Китай — до сих пор снабжала весь мир этими элементами. Однако в последние годы Китай начал ограничивать экспорт этих материалов.
Прогнозы показывают, что уже в следующем году эти металлы будет трудно достать.Чистый материал
Это объясняет, почему переработка редкоземельных металлов из лома быстро становится важной темой исследований. Семь крупных европейских исследовательских институтов (Fraunhofer, CEA, TNO, VTT, SINTEF, Tecnalia и SP) объединили свои усилия для инвестирования в совместную программу (Value from Waste), направленную на решение этой важной проблемы.
«Цель состоит в том, чтобы извлечь ценные материалы из потоков отходов. Проблемы заключаются в том, что материал должен быть достаточно чистым, чтобы его можно было переработать, и мы должны быть уверены, что он не загрязнен другими вредными материалами», — поясняет Одд Ловхауген из SINTEF ICT.Поэтому исследователи сосредотачивают большую часть своей работы на выяснении того, какие продукты могут содержать загрязнители, какие методы лучше всего подходят для анализа и измерения содержания загрязненных материалов и когда можно ожидать, что такие продукты будут обнаружены в отходах.Они также оценивают методы экстракции, методы рециркуляции наночастиц в процессе обработки и способы анализа компонентов золы после сжигания.
Технологии алюминиевой и металлургической промышленностиSINTEF координирует эту крупную программу ЕС, которая использует две группы материальных технологий в гонке за поиском хороших аналитических и экстракционных методов. Подход, выбранный исследователями, основан на технологии, хорошо известной в алюминиевой и металлургической промышленности. В поисках источников вторичного материала многие люди рассматривают постоянные магниты.
Это самый важный продукт, содержащий редкоземельные металлы — как по стоимости, так и по объему.Выброшенные магнитыНа основе испытаний исследователи SINTEF полагают, что технология электролиза, используемая на алюминиевых заводах, может быть использована для переработки магнитных сплавов из выброшенных магнитов и лома от производителей магнитов. Пройдет некоторое время, прежде чем утилизируемых эко-автомобилей будет достаточно, чтобы утилизировать их моторы, поэтому они обращаются к производителям магнитов за магнитными сплавами.
Однако этот процесс все еще медленный, и предстоит еще много работы, прежде чем исследователи узнают, смогут ли они достичь своей цели. Если они добьются успеха, они найдут метод, который намного проще, чем альтернативные процессы, основанные на использовании сильных кислот.Необходимые решения
Для стадий, предшествующих процессу электролиза, также необходимо решить ряд других проблем. Помимо прочего, нам нужны методы сбора и разборки использованных магнитов, а сами магниты также должны быть размагничены локально, поскольку транспортировка на большие расстояния неповрежденных постоянных магнитов запрещена.
«Другие проблемы включают поиск методов, которые могут идентифицировать и характеризовать наночастицы в газах, воде и твердых материалах», — говорит Одд Ловхауген. «И мы должны создать набор методов для оценки поведения наночастиц в процессах обработки отходов».