Η Κίνα κυριαρχεί στην αγορά σπάνιων γαιών, επηρεάζοντας σημαντικά τις παγκόσμιες τιμές από το 2011 λόγω των πολιτικών εξαγωγής της. Για να μειωθεί η εξάρτηση από τους κινεζικούς πόρους, τα έθνη των ΗΠΑ, της Ιαπωνίας και της ΕΕ επικεντρώθηκαν στην ανακύκλωση στοιχείων σπάνιων γαιών, ειδικά από μόνιμους μαγνήτες NDFEB, οι οποίες αντιπροσωπεύουν ένα σημαντικό μέρος της κατανάλωσης. Το παρόν έγγραφο προτείνει τρεις πυρομεταλλουργικές διεργασίες για την αποτελεσματική εξαγωγή στοιχείων σπάνιων γαιών από υλικά NDFEB, με στόχο την ελαχιστοποίηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων και την ενίσχυση της ανάκτησης των πόρων.
Εισαγωγή
Τα στοιχεία σπάνιων γαιών (Rees) είναι κρίσιμα για διάφορες προηγμένες τεχνολογίες, ωστόσο η εξαγωγή και η παραγωγή τους έχουν προκαλέσει περιβαλλοντικές ανησυχίες. Ως μεγαλύτερος παραγωγός και εξαγωγέας, οι πολιτικές της Κίνας οδήγησαν σε διακυμάνσεις των διεθνών τιμών, προτρέποντας τις χώρες να διερευνήσουν βιώσιμες εναλλακτικές λύσεις. Το παρόν έγγραφο ασχολείται με τον επείγοντα χαρακτήρα της ανακύκλωσης REE, ιδιαίτερα από τους μόνιμους μαγνήτες NDFEB, οι οποίοι παράγουν σημαντικά απόβλητα κατά τη διάρκεια της παραγωγής και της διάθεσης.
Η ανάγκη ανακύκλωσης
Παγκόσμια ζήτηση: Οι μαγνήτες NDFEB είναι κρίσιμοι για τους τομείς των ηλεκτρονικών, αυτοκινήτων και ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
Περιβαλλοντικές επιπτώσεις: Η παραδοσιακή εξόρυξη και η επεξεργασία των σπάνιων γαιών οδηγούν σε σημαντική περιβαλλοντική υποβάθμιση.
Αποδοτικότητα πόρων: Η ανάκτηση REE από τα υπάρχοντα προϊόντα μπορεί να ανακουφίσει την πίεση στα φυσικά αποθέματα.
Προτεινόμενες πυρομετατρικές διαδικασίες
Το παρόν έγγραφο εισάγει τρεις μεθοδολογίες για την εξαγωγή REE από τα υλικά NDFEB:
Μέθοδος σύντηξης slag-gold
Επισκόπηση διαδικασίας: Τα υλικά NDFEB κονιοποιούνται μηχανικά σε σκόνη, οξειδωμένα σε φούρνο μούφι και μειώνονται χρησιμοποιώντας άνθρακα για να διαχωρίσουν τα οξείδια σπάνιων γαιών από το σίδηρο.
Βασικές παράμετροι: Η βέλτιστη οξείδωση εμφανίζεται σε 700 βαθμούς για 1 ώρα, παράγοντας κυρίως Nd₂o₃ και Fe₂o₃.
Αποτελέσματα: Ρύθμιση της θερμοκρασίας μείωσης (1400-1550}) ενισχύει την καθαρότητα των οξειδίων σπάνιων γαιών, επιτυγχάνοντας πάνω από 99% αποτελεσματικότητα εκχύλισης.
Σύνθετη επιλεκτική οξείδωση σκωρίας
Μηχανισμός: Αυτή η μέθοδος εκμεταλλεύεται τις ποικίλες συγγένειες οξυγόνου των στοιχείων σπάνιων γαιών και του σιδήρου, εξασφαλίζοντας αποτελεσματικό διαχωρισμό κατά τη διάρκεια των σταδίων οξείδωσης και μείωσης.
Βελτιστοποίηση: Η καθαρότητα των οξειδίων σπάνιων γαιών έφτασε τα 94,9% κατά βάρος με μειωμένες ακαθαρσίες βορίου, διευκολύνοντας τη διαδικασία ανάκτησης.
(VIM) - μαγνητικός διαχωρισμός υδρόλυσης (HMS)
Αρχή: Επικεντρώνεται στην υδρολύοντας ανθρακικά σπάνια γη, αξιοποιώντας τις ιδιότητες υδρόλυσης για να διαχωρίσει τις Rees από άλλα υλικά.
Φόντα: Χαμηλότερες περιβαλλοντικές επιπτώσεις σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους, ευθυγραμμίζοντας τους στόχους βιωσιμότητας.
Οικονομικά και κοινωνικά οφέλη
Διατήρηση πόρων: Η ανακύκλωση στοιχείων σπάνιων γαιών από NDFEB Magnets μειώνει σημαντικά τη ζήτηση για νέες επιχειρήσεις εξόρυξης.
Προστασία στο περιβάλλον: Μετατοπίζει τη ρύπανση που σχετίζεται με την εξαγωγή ορυκτών και την επεξεργασία.
Ανάπτυξη βιομηχανίας: Προωθεί την ανάπτυξη μιας κυκλικής οικονομίας στον τομέα των σπάνιων γης, προωθώντας την καινοτομία στις τεχνολογίες ανακύκλωσης.
Οι προτεινόμενες πυρομεαλουργικές μεθόδους για την εξαγωγή στοιχείων σπάνιων γαιών από υλικά NDFEB παρουσιάζουν βιώσιμες λύσεις στις προκλήσεις που προκαλούν η έλλειψη πόρων και η περιβαλλοντική υποβάθμιση. Με τη βελτιστοποίηση αυτώνδιαδικασίες, μπορούμε να ενισχύσουμε τη βιωσιμότητα της βιομηχανίας σπάνιων γαιών μειώνοντας παράλληλα την εξάρτηση από τις εξωτερικές πηγές.