稀土元素的新型回收工艺可以改善绿色技术并促进碳中和

Josiah02 · 发表于 2024-9-29 18:42:33

在《工程学》杂志最近发表的一项研究中，京都大学的研究人员公布了一种从报废磁铁中有效分离和回收稀土元素 (REE) 的新方法。这种创新工艺被称为选择性萃取-蒸发-电解 (SEEE) 工艺，有望显著推进回收技术并支持全球实现碳中和的努力。
稀土元素，尤其是钕 (Nd) 和镝 (Dy)，是各种绿色技术（包括电动汽车(EV) 和风力涡轮机）中使用的高性能磁铁的重要组成部分。随着对这些技术的需求激增，有效回收这些关键材料变得至关重要。新的 SEEE 工艺通过提供一种高效且环保的传统湿法冶金技术替代方案来满足这一需求。
这项研究由京都大学先进能源研究所的 Toshiyuki Nohira 教授及其团队领导，旨在探索这一新工艺如何改变钕磁铁的回收利用，钕磁铁广泛应用于节能技术。传统的回收方法通常涉及复杂且耗能的过程，对环境的影响很大。相比之下，SEEE 工艺的设计更具可持续性和精确性。
SEEE 流程涉及三个关键阶段：
选择性萃取：该工艺使用熔融盐混合物（包括氯化钙(CaCl 2 ) 和氯化镁(MgCl 2 )）从磁铁废料中提取稀土元素。添加氟化钙 (CaF 2 ) 有助于控制蒸发损失并提高提取效率。
选择性蒸发：该过程会去除任何残留的提取剂和副产品，从而浓缩稀土元素。
选择性电解：最后，根据不同的形成电位，对提取出的稀土元素进行电化学分离。此步骤可回收高纯度的钕和镝金属。
这项研究的结果令人鼓舞。SEEE 工艺实现了 Nd 回收率 96% 和 Dy 回收率 91% 的回收率，两种金属的纯度均超过 90%。这种分离和回收这些关键元素的效率和精度水平与当前方法相比是一个重大进步。
这项研究的影响深远。随着对电动汽车和可再生能源的需求不断增长，对有效回收解决方案的需求也在增长。SEEE 工艺可以在确保稀土元素稳定供应的同时减少对新采矿活动的依赖方面发挥关键作用，而新采矿活动往往会带来巨大的环境成本。
此外，SEEE 工艺不仅限于回收钕磁铁。研究人员认为，它可以适用于其他应用，例如核燃料的再处理，从而扩大其在不同领域的潜在影响。
尽管 SEEE 工艺已显示出巨大的潜力，但研究人员承认，需要进一步的技术研究才能将其完全整合到工业应用中。尽管如此，初步结果标志着材料回收和环境可持续性领域向前迈出了重要一步。
该研究强调了先进研究在开发符合全球环境目标的解决方案方面的关键作用。随着世界走向更加可持续的未来，像 SEEE 工艺这样的创新对于克服与稀土元素回收相关的挑战和支持向碳中和技术的更广泛过渡至关重要。

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