En un estudio recientepublicadoenIngeniería, investigadores de la Universidad de Kioto han desvelado un método novedoso para la separación y el reciclaje eficientes de elementos de tierras raras (REE) de imanes al final de su vida útil.Este proceso innovador, conocido como proceso de extracción, evaporación y electrólisis selectiva (SEEE), promete avanzar significativamente en la tecnología de reciclaje y apoyar los esfuerzos globales hacia la neutralidad de carbono.

Los REE, en particular el neodimio (Nd) y el disprosio (Dy), son componentes esenciales de los imanes de alto rendimiento utilizados en diversas tecnologías ecológicas, incluidasvehículos eléctricos(EV) y turbinas eólicas.Con el aumento de la demanda de estas tecnologías, la eficienciareciclajede estos materiales críticos se ha vuelto crucial.El nuevo proceso SEEE aborda esta necesidad ofreciendo una alternativa altamente eficiente y respetuosa con el medio ambiente a las técnicas hidrometalúrgicas tradicionales.

El estudio, dirigido por el profesor Toshiyuki Nohira y su equipo en el Instituto de Energía Avanzada de la Universidad de Kioto, explora cómo este nuevo proceso puede transformar el reciclaje de imanes de Nd, que se utilizan ampliamente en tecnologías energéticamente eficientes.Los métodos de reciclaje tradicionales a menudo implican procesos complejos y que consumen mucha energía con un impacto ambiental sustancial.Por el contrario, el proceso SEEE está diseñado para ser más sostenible y preciso.

El proceso SEEE consta de tres etapas clave:

1. Extracción selectiva: utilizando una mezcla de sales fundidas, que incluyecloruro de calcio(CaCl₂) ycloruro de magnesio(MgCl₂), el proceso extrae REE de restos de imanes.La adición de fluoruro de calcio (CaF₂) ayuda a controlar las pérdidas por evaporación y mejorar la eficiencia de extracción.
2. Evaporación selectiva: luego, el proceso elimina los agentes de extracción restantes y los subproductos, concentrando los REE.
3. Electrólisis selectiva: Finalmente, los REE extraídos se separan electroquímicamente en función de sus diferentes potenciales de formación.Este paso permite la recuperación de metales Nd y Dy de alta pureza.

Los resultados de este estudio son prometedores.El proceso SEEE logró tasas de recuperación del 96% para Nd y del 91% para Dy, alcanzando ambos metales purezas superiores al 90%.Este nivel de eficiencia y precisión en la separación y reciclaje de estos elementos críticos es un avance significativo con respecto a los métodos actuales.

Las implicaciones de esta investigación son de gran alcance.A medida que la demanda de vehículos eléctricos yfuentes de energía renovablescontinúa creciendo, también lo hace la necesidad de soluciones de reciclaje efectivas.El proceso SEEE podría desempeñar un papel fundamental para garantizar un suministro estable de REE y al mismo tiempo reducir la dependencia de nuevas actividades mineras, que a menudo tienen costos ambientales significativos.

Además, el proceso SEEE no se limita al reciclaje de imanes de Nd.Los investigadores creen que podría adaptarse a otras aplicaciones, como el reprocesamiento de combustibles nucleares, ampliando su impacto potencial a diferentes sectores.

Si bien el proceso SEEE ha demostrado un potencial considerable, los investigadores reconocen que se necesitan más investigaciones técnicas para integrarlo completamente en aplicaciones industriales.Sin embargo, los resultados iniciales marcan un importante paso adelante en el campo del reciclaje de materiales y la sostenibilidad medioambiental.

El estudio destaca el papel fundamental de la investigación avanzada en el desarrollo de soluciones que se alineen con los objetivos ambientales globales.A medida que el mundo avanza hacia un futuro más sostenible, innovaciones como el proceso SEEE son esenciales para superar los desafíos asociados con el reciclaje de REE y apoyar una transición más amplia hacia tecnologías neutras en carbono.

Más información:Hang Hua et al, Proceso de reciclaje y separación de elementos de tierras raras altamente eficiente y preciso en sal fundida,Ingeniería(2024).DOI: 10.1016/j.eng.2022.12.013

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