Čína dominuje trhu s vzácnými zeměmi a od roku 2011 výrazně ovlivňuje globální ceny kvůli jeho exportním politikám. Aby se snížila závislost na čínských zdrojích, se USA, Japonsko a EU zaměřily na recyklaci prvků vzácných zemin, zejména z trvalých magnetů NDFEB, které představují podstatnou část spotřeby. Tento článek navrhuje tři pyrometalurgické procesy, aby efektivně extrahovaly prvky vzácných zemin z materiálů NDFEB, jejichž cílem je minimalizovat dopad na životní prostředí a zvýšit obnovení zdrojů.
Zavedení
Prvky vzácných zemin (REE) jsou rozhodující pro různé pokročilé technologie, ale jejich extrakce a produkce vzbudily obavy z životního prostředí. Jako největší producent a vývozce vedly čínské politiky k kolísání mezinárodních cen, což přimělo země k prozkoumání udržitelných alternativ. Tento článek se zabývá naléhavostí recyklace REE, zejména z permanentních magnetů NDFEB, které během výroby a likvidace vytvářejí významný odpad.
Potřeba recyklace
Globální poptávka: Magnety NDFEB jsou zásadní v odvětví elektroniky, automobilu a obnovitelné energie.
Dopad na životní prostředí: Tradiční těžba a zpracování vzácných zemí má za následek podstatnou degradaci životního prostředí.
Účinnost zdrojů: Obnovení REE ze stávajících produktů může zmírnit tlak na přírodní rezervy.
Navrhované pyrometalurgické procesy
Tento článek zavádí tři metodiky pro extrakci REE z materiálů NDFEB:
Metoda fúze strusky
Přehled procesů: Materiály NDFEB jsou mechanicky rozmělněny do prášku, oxidovány v muffovací peci a redukují pomocí uhlíku k oddělení oxidů vzácných zemin od železa.
Klíčové parametry: Optimální oxidace nastává 700 stupňů po dobu 1 hodiny, což produkuje primárně ND₂O₃ a Fe₂o₃.
Výsledky: Teplota redukce nastavení (1400-1550 stupeň) zvyšuje čistotu oxidů vzácných zemin a dosahuje více než 99% účinnosti extrakce.
Selektivní oxidace složené strusky
Mechanismus: Tato metoda využívá měnící se kyslíkové afinity prvků a železa a železa, což zajišťuje účinné separaci během oxidačních a redukčních fází.
Optimalizace: Čistota oxidů vzácných zemin dosáhla 94,9% hmotn.% Se sníženými nečistotami boru, což usnadnilo proces zotavení.
Vakuové indukční tání (VIM) - Magnetická separace hydrolýzy (HMS)
Princip: Zaměřuje se na hydrolyzující uhličitany vzácných zemin, využívající vlastnosti hydrolýzy pro segregaci REE z jiných materiálů.
Výhody: Nižší dopad na životní prostředí ve srovnání s tradičními metodami, který se vyrovnává s cíli udržitelnosti.
Ekonomické a sociální výhody
Ochrana zdrojů: Recyklace prvků vzácných zemin z magnetů NDFEB významně snižuje poptávku po nových těžebních operacích.
Ochrana životního prostředí: Zmírňuje znečištění spojené s extrakcí a zpracováním minerálů.
Rozvoj průmyslu: Podporuje růst kruhové ekonomiky v sektoru vzácných zemin a podporuje inovace v recyklačních technologiích.
Navrhované pyrometalurgické metody pro extrakci prvků vzácných zemin z materiálů NDFEB představují životaschopná řešení pro výzvy, které představují nedostatek zdrojů a degradace životního prostředí. Jejich optimalizacíprocesy, můžeme zvýšit udržitelnost průmyslu vzácných zemin a zároveň snížit závislost na vnějších zdrojích.