Okolju prijazna in energijsko učinkovita metoda za pridobivanje elementov redkih zemelj

Ozadje

Slovenski raziskovalni inštitut je razvil inovativno metodo za pridobivanje elementov redkih zemelj iz odpadnih magnetov. Metoda je stroškovno učinkovita, energijsko varčna in okolju prijazna. Iščejo se podjetja, ki reciklirajo magnete, in proizvajalci oksidov in zlitin redkih zemelj za sklenitev dogovorov o tehničnem sodelovanju in licenčnih pogodb za povečanje obsega in uporabo tehnologije v njihovi proizvodnji.

Opis izuma

Elementi redkih zemelj (REE) imajo odlične elektronske, optične, katalitične in magnetne lastnosti, zaradi česar so uporabni za širok spekter aplikacij, kot so katalizatorji, luminoforji in pigmenti, baterije, trajni magneti in keramika. Svetovna poraba REE je bila leta 2016 ocenjena na 119.650 metričnih ton v obliki redkih zemeljskih oksidov (REO), pri čemer so katalizatorji predstavljali največji delež, sledili pa so trajni magneti. Trenutno je v razvoju več metod za recikliranje trajnih magnetov Nd–Fe–B (neodim, železo in bor), ki jih lahko v grobem razdelimo na neposredno ponovno uporabo, predelavo zlitin in pridobivanje surovin. Pri konvencionalnih hidrometalurških postopkih se uporabljajo velike količine kislin, lugov in drugih precipitacijskih sredstev, ki jih ni mogoče reciklirati v celotnem postopku, zaradi česar nastaja precejšnja količina odpadnih voda. Slovenski raziskovalni inštitut je razvil novo metodo za pridobivanje REE iz odpadnih Nd–Fe–B magnetov, ki omogoča selektivno luženje in izločanje REE z visoko učinkovitostjo ter na okolju prijaznejši in stroškovno ugodnejši način. Metoda vključuje anodno oksidacijo odpadnih magnetov in precipitacijo soli redkih zemeljskih elementov. Trenutno lahko raziskovalna skupina s tem postopkom proizvede nekaj deset gramov soli redkih zemeljskih elementov. Za uporabo postopka na industrijski ravni je potrebno povečanje obsega. Za povečanje obsega so potrebne velike kopeli za anodno oksidacijo in inženirsko znanje. Raziskovalna skupina ima veliko izkušenj z magnetnimi materiali in njihovim razvojem, dostop do raziskovalne infrastrukture ter več sodelovalnih projektov z industrijo. Inštitut išče industrijske partnerje za sklenitev dogovorov o tehničnem sodelovanju in licenčnih pogodb. Industrijski partnerji naj bodo podjetja, ki reciklirajo magnete in odpadne magnete ter proizvajalci redkih zemeljskih oksidov in zlitin. Zaželene so izkušnje iz področja elektrokemije. V okviru tehničnega sodelovanja bo partner skupaj s slovenskim inštitutom povečal obseg metode in jo vključil v svoj proizvodni proces. Če bo partner uspešno implementiral metodo v svoj proizvodni proces, bo povabljen k podpisu licenčne pogodbe.

Glavne prednosti

Z predlagano metodo je mogoče selektivno lužiti in izločiti REE iz odpadnih Nd–Fe–B magnetov z zelo visoko stopnjo izkoristka (več kot 90 %) in minimalnimi stroški proizvodnje. Metoda ne zahteva predhodne obdelave z žganjem in se lahko izvaja pri sobni temperaturi. Elektrokemijska shema omogoča minimalno uporabo kemikalij in ne proizvaja kemijskih odpadkov; zlasti se ne ustvarja nobena odpadna voda. Metoda prav tako omogoča izločanje čistega kovinskega železa (Fe), ki se odlaga na katodi.