La Xina domina el mercat de la terra rara, influint significativament en els preus mundials des del 2011 a causa de les seves polítiques d’exportació. Per reduir la dependència dels recursos xinesos, els Estats Units, el Japó i les Nacions de la UE s’han centrat en el reciclatge d’elements de la Terra Rara, especialment dels imants permanents de NDFEB, que representen una part substancial del consum. Aquest treball proposa tres processos pirometal·lúrgics per extreure eficientment elements de terra rara de materials NDFEB, amb l'objectiu de minimitzar l'impacte ambiental i millorar la recuperació de recursos.
Presentació
Els elements de la Terra Rara (REES) són crítics per a diverses tecnologies avançades, però la seva extracció i producció han plantejat preocupacions ambientals. Com a major productor i exportador, les polítiques de la Xina han provocat fluctuacions en els preus internacionals, cosa que va impulsar els països a explorar alternatives sostenibles. Aquest treball tracta la urgència del reciclatge de REE, particularment dels imants permanents de NDFEB, que generen residus importants durant la producció i eliminació.
La necessitat de reciclar
Exigència global: Els imants NDFEB són crucials en els sectors de l'electrònica, l'automoció i les energies renovables.
Impacte ambiental: La mineria tradicional i el processament de terres rares donen lloc a una degradació ambiental substancial.
Eficiència de recursos: Recuperar REES dels productes existents pot alleujar la pressió sobre les reserves naturals.
Processos pirometal·lúrgics proposats
Aquest treball introdueix tres metodologies per extreure REES de materials NDFEB:
Mètode de fusió d'escòria-daurada
Visió general del procés: Els materials NDFEB es pulverizen mecànicament en pols, oxidats en un forn de silenciació i es redueixen utilitzant carboni per separar els òxids de terra rara del ferro.
Paràmetres clau: L’oxidació òptima es produeix a 700 graus durant 1 hora, produint principalment nd₂o₃ i fe₂o₃.
Resultats: Ajustar la temperatura de reducció (1400-1550 grau) millora la puresa dels òxids de terra rara, aconseguint més del 99% d'eficiència d'extracció.
Oxidació selectiva d’escòria composta
Mecanisme: Aquest mètode explota les diferents afinitats d’oxigen dels elements de la Terra Rara i el ferro, garantint la separació efectiva durant l’oxidació i les etapes de reducció.
Optimització: La puresa dels òxids de terra rara va arribar al 94,9% en pes amb impureses reduïdes de bor, facilitant el procés de recuperació.
Fusió d’inducció al buit (VIM) - Separació magnètica d’hidròlisi (HMS)
Principi: Se centra en hidrolitzar els carbonats de la terra rara, aprofitant les propietats de la hidròlisi per segregar els REES d’altres materials.
Avantatges: Menor impacte ambiental en comparació amb els mètodes tradicionals, alineant -se amb els objectius de sostenibilitat.
Beneficis econòmics i socials
Conservació de recursos: El reciclatge d’elements de terra rara d’imants NDFEB redueix significativament la demanda de noves operacions mineres.
Protecció del medi ambient: Mitiga la contaminació associada a l'extracció i processament de minerals.
Desenvolupament de la indústria: Promou el creixement d’una economia circular en el sector de la Terra Rara, fomentant la innovació en les tecnologies de reciclatge.
Els mètodes pirometal·lúrgics proposats per extreure elements de terra rara de materials NDFEB presenten solucions viables als reptes que suposa l'escassetat de recursos i la degradació ambiental. Optimitzant -losprocessos, podem millorar la sostenibilitat de la indústria de la Terra Rara alhora que redueix la dependència de les fonts externes.