Ученые быстро добывают редкоземельные металлы из мусора: поставки Китая больше не нужны

Ученые из Университета Райса представили метод извлечения редкоземельных элементов (РЗЭ) из ненужных магнитов. Эта технология обещает значительные экологические и экономические преимущества по сравнению с традиционными методами переработки, пишет Proceedings of the National Academy of Sciences.

Этот подход согласуется с усилиями США по укреплению внутренних поставок минеральных ресурсов и снижению зависимости от импорта критически важных материалов из Китая.

Как извлекают редкоземельные металлы

Традиционная переработка редкоземельных элементов энергоемка и приводит к образованию токсичных отходов. Новый подход использует так называемый мгновенный джоулев нагрев (МДЖН). С его помощью температура материала повышается до тысяч градусов буквально за миллисекунды. Также применяется газообразный хлором для извлечения РЗЭ. Все это в совокупности дает возможность извлечь редкоземельные металлы за считанные секунды. Данный метод не требует использования воды или кислот, подчеркивают исследователи.

Хлор применяется, чтобы железо, кобальт и другие металлы, не относящихся к редкоземельным элементам, испарялись первыми, оставляя оксиды редкоземельных элементов. Это сработало на отходах магнитов из неодима, железа, бора и самария, кобальта. Благодаря точному контролю температуры в течение нескольких секунд не редкоземельные элементы превращаются в летучие хлориды, которые полностью отделяются от твердых редкоземельных металлов.

Исследователи достигли более 90% чистоты и выхода при извлечении РЗЭ за один этап. При этом они добились снижения энергопотребления на 87%, выбросов парниковых газов на 84% и эксплуатационных расходов на 54% по сравнению с гидрометаллургией.

Новый сверхбыстрый метод позволяет строить как небольшие, так и крупные перерабатывающие установки вблизи пунктов сбора электронных отходов. Они смогут быстро и чисто перерабатывать отработанные магниты, снижая транспортные расходы и воздействие на окружающую среду.