Stroškovno ugodna in okolju prijazna metoda za recikliranje magnetov
Ozadje
Slovenski raziskovalni inštitut je razvil inovativno metodo za pridobivanje magnetnih zrn iz sintranih magnetov. Metoda je enostavna, stroškovno učinkovita, energijsko varčna in okolju prijazna. Iščejo se proizvajalci magnetov in podjetja, ki reciklirajo magnete, za sklenitev dogovorov o tehničnem sodelovanju in licenčnih pogodb za povečanje obsega in uporabo tehnologije v proizvodnji.
Opis izuma
Magneti iz neodima, železa in bora (Nd-Fe-B) se zaradi visoke energijske gostote široko uporabljajo v številnih aplikacijah, kot so trdi diski, vetrne turbine, industrijski motorji, zvočni pretvorniki in električna vozila. Vsebujejo 20–30 mas. % redkih zemeljskih elementov (REE), zato predstavljajo pomemben sekundarni vir REE. Primarno pridobivanje REE ima velik okoljski odtis zaradi uporabe kemikalij in škodljivih emisij, REE pa veljajo za najbolj kritične glede na njihovo gospodarsko pomembnost in tveganje za dobavo. Kljub njihovi kritičnosti se trenutno reciklira manj kot 1 % REE iz izrabljenih izdelkov. Do 30 % začetne REE zlitine se lahko izgubi med proizvodnim procesom magnetov. Zato se recikliranje izrabljenih Nd-Fe-B magnetov ali ostankov magnetov obravnava kot pomembna strategija za zmanjšanje okoljskih tveganj, povezanih s pridobivanjem redkih zemeljskih elementov, in za zmanjšanje tveganja glede njihove oskrbe. Slovenski raziskovalni inštitut je razvil novo metodo za pridobivanje zrn Nd₂Fe₁₄B iz sintranih Nd-Fe-B magnetov in odpadnih magnetov z elektrokemijskim jedkanjem. Nd-Fe-B magneti ali magnetni ostanki se anodno oksidirajo z uporabo nevodnega tekočega elektrolita, pri čemer anodna oksidacija sprošča zrna Nd₂Fe₁₄B v Nd-Fe-B magnetih ali magnetnih ostankih, pri čemer se sproščena zrna Nd₂Fe₁₄B zbirajo med ali po anodni oksidaciji. Trenutno lahko raziskovalna skupina s tem postopkom pridobi nekaj deset gramov zrn Nd₂Fe₁₄B. Za uporabo postopka na industrijski ravni je potrebna nadgradnja metode. Za povečanje obsega so potrebne velike kopeli za anodno oksidacijo in inženirsko znanje. Raziskovalna skupina ima številne izkušnje z magnetnimi materiali in njihovim razvojem, dostop do raziskovalne infrastrukture ter več sodelovalnih projektov z industrijo. Raziskovalni inštitut išče industrijske partnerje za sklenitev dogovorov o tehničnem sodelovanju in licenčnih pogodb. Industrijski partnerji naj bodo proizvajalci magnetov ali podjetja, ki reciklirajo magnete in magnetne ostanke. Zaželene so izkušnje z elektrokemijo. V okviru tehničnega sodelovanja bo izbrani partner skupaj z inštitutom nadgradil metodo in jo uporabil v svoji proizvodnji. V primeru uspešne implementacije metode v proizvodnem procesu bo sklenjena licenčna pogodba.
Glavne prednosti
Trenutno uporabljene metode za recikliranje magnetov zahtevajo bodisi visok energijski vložek bodisi več postopkovnih korakov z veliko porabo kemikalij, kar povzroča velike količine odpadkov in izpustov. Inovativna metoda raziskovalnega inštituta vključuje pridobivanje zrn Nd₂Fe₁₄B, pripravljenih za izdelavo novih magnetov, ter pridobivanje redkih zemeljskih elementov, pripravljenih za proizvodnjo kovin redkih zemelj, po enostavni, stroškovno učinkoviti, energijsko varčni in okolju prijazni poti.
