Trung Quốc thống trị thị trường Trái đất hiếm, ảnh hưởng đáng kể đến giá toàn cầu kể từ năm 2011 do chính sách xuất khẩu của nó. Để giảm sự phụ thuộc vào các nguồn lực của Trung Quốc, các quốc gia Hoa Kỳ, Nhật Bản và EU đã tập trung vào việc tái chế các yếu tố đất hiếm, đặc biệt là từ nam châm vĩnh cửu của NDFEB, chiếm một phần đáng kể của tiêu dùng. Bài viết này đề xuất ba quy trình pyrometallurgical để trích xuất hiệu quả các yếu tố đất hiếm từ các vật liệu NDFEB, nhằm giảm thiểu tác động môi trường và tăng cường phục hồi tài nguyên.
Giới thiệu
Các yếu tố trái đất hiếm (Rees) rất quan trọng đối với các công nghệ tiên tiến khác nhau, nhưng việc khai thác và sản xuất của chúng đã làm dấy lên những lo ngại về môi trường. Là nhà sản xuất và xuất khẩu lớn nhất, các chính sách của Trung Quốc đã dẫn đến sự biến động của giá cả quốc tế, khiến các nước phải khám phá các lựa chọn thay thế bền vững. Bài viết này đề cập đến sự cấp bách của việc tái chế Rees, đặc biệt là từ nam châm vĩnh cửu NDFEB, tạo ra chất thải đáng kể trong quá trình sản xuất và xử lý.
Nhu cầu tái chế
Nhu cầu toàn cầu: Nam châm NDFEB rất quan trọng trong các lĩnh vực điện tử, ô tô và năng lượng tái tạo.
Tác động môi trường: Khai thác truyền thống và xử lý đất hiếm dẫn đến suy thoái môi trường đáng kể.
Hiệu quả tài nguyên: Phục hồi Rees từ các sản phẩm hiện tại có thể làm giảm áp lực đối với dự trữ tự nhiên.
Đề xuất các quá trình pyrometallurgical
Bài viết này giới thiệu ba phương pháp để trích xuất Rees từ các vật liệu NDFEB:
Phương pháp hợp nhất vàng
Tổng quan về quy trình: Vật liệu NDFEB được nghiền thành bột thành bột, bị oxy hóa trong lò muffle và giảm bằng cách sử dụng carbon để tách các oxit đất hiếm khỏi sắt.
Tham số chính: Quá trình oxy hóa tối ưu xảy ra ở 700 độ trong 1 giờ, sản xuất chủ yếu là ND₂O₃ và FE₂O₃.
Kết quả: Điều chỉnh nhiệt độ giảm (1400-1550 độ) giúp tăng cường độ tinh khiết của các oxit đất hiếm, đạt được hiệu quả chiết hơn 99%.
Sự oxy hóa chọn lọc bằng xỉ tổng hợp
Cơ chế: Phương pháp này khai thác các mối quan hệ oxy khác nhau của các yếu tố và sắt đất hiếm, đảm bảo sự phân tách hiệu quả trong các giai đoạn oxy hóa và khử.
Tối ưu hóa: Độ tinh khiết của các oxit đất hiếm đạt 94,9% trọng lượng với các tạp chất boron giảm, tạo điều kiện cho quá trình phục hồi.
Chuỗi cảm ứng chân không (VIM) - Tách từ thủy phân (HMS)
Nguyên tắc: Tập trung vào việc thủy phân cacbonat đất hiếm, tận dụng các đặc tính thủy phân để phân tách các Rees với các vật liệu khác.
Thuận lợi: Tác động môi trường thấp hơn so với các phương pháp truyền thống, phù hợp với các mục tiêu bền vững.
Lợi ích kinh tế và xã hội
Bảo tồn tài nguyên: Tái chế các yếu tố đất hiếm từ nam châm NDFEB làm giảm đáng kể nhu cầu về các hoạt động khai thác mới.
Bảo vệ môi trường: Giảm thiểu ô nhiễm liên quan đến chiết xuất và xử lý khoáng sản.
Phát triển công nghiệp: Thúc đẩy sự tăng trưởng của một nền kinh tế tuần hoàn trong khu vực Trái đất hiếm, thúc đẩy sự đổi mới trong các công nghệ tái chế.
Các phương pháp pyrometallurgical được đề xuất để trích xuất các yếu tố đất hiếm từ các vật liệu NDFEB trình bày các giải pháp khả thi cho các thách thức được đặt ra bởi sự khan hiếm tài nguyên và suy thoái môi trường. Bằng cách tối ưu hóa những điều nàyquá trình, chúng ta có thể tăng cường tính bền vững của ngành công nghiệp Trái đất hiếm trong khi giảm sự phụ thuộc vào các nguồn bên ngoài.