一項從報廢汽車和平板電視的揚聲器中提取稀土磁體的專利回收技術,可能為英國和這些金屬的國內來源國帶來重要的回收流。從揚聲器上壓出磁鐵堆的衝頭。這些堆疊各不相同,但都是由軟磁鐵板和硬磁鐵釹鐵硼合金製成的層壓堆疊。
揚聲器約佔稀土磁鐵用量的20%。來自英國伯明翰大學的從音訊產品中提取稀土(REAP)專案背後的團隊,已經開發了一種名為“廢磁鐵氫回收”(HPMS)的技術。研究人員解釋說,目前有許多競爭技術依靠熱退磁和磨掉表面塗層,從報廢產品中去除磁鐵。
但他們認為,HPMS過程更經濟實惠,因為去除材料的能耗步驟更少。
“HPMS的工作原理是在室溫和近大氣壓下將氫引入磁鐵中,”來自大學冶金與材料學院的Allan Walton教授解釋說。“氫氣與物質發生反應,穿過晶界,然後進入顆粒本身。反應產生熱量和體積膨脹,這導致材料分解成合金粉末。塗層從表面剝離,此時材料也會消磁。”
Walton補充說,然後將合金粉末從剩餘的廢料中分離出來,並進行淨化處理,以去除不需要的微量元素和塗層材料。一旦完成,純化的粉末可以直接加工回一個新的磁鐵,“完成短環”。
根據專案合作者的說法,重新壓縮的磁鐵具有與原始磁鐵相當的磁性。
歐洲金屬回收(EMR)從該專案的適當廢物流中確定合適的目標產品,並使用一種新穎的衝孔工藝去除磁鐵,使其“反應器準備好”以用於下游HPMS工藝。
Walton說:“這意味著氫氣可以到達磁鐵,退磁粉可以離開產品。最終,磁產比越高,HPMS工藝的產率越高。EMR開發的新型衝孔工藝為下游HPMS工藝生產了一種收率非常高的原料。”
Walton是HyProMag的四名董事之一,該公司是負責該專案的分拆公司。他解釋說,REAP計劃旨在從多個廢料來源開發可回收稀土磁鐵的國內供應。
雖然目前報廢汽車並不大量使用稀土磁體,但他指出,未來的車型,尤其是電動和混合動力汽車,將含有更多的稀土磁體,這將在長期內提供重要的原料。
伯明翰大學和HyProMag的分析還顯示,英國85%的平板電視都含有NdFeB。他說:“我們估計,在平板電視中,每年大約會產生3.4萬公斤的垃圾。”
然而,量化回收潛力是有問題的,因為目前沒有收集系統。該大學已經獲得了資金,在Tyseley Energy Park開發一條自動試驗線,提取NdFeB合金粉末並用於下游磁鐵生產,儘管它還需要一年時間才能全面執行。
Walton表示,該設施將使HyProMag能夠處理每批高達400公斤的NdFeb合金粉末。“提取的材料可以透過多個環節重新投入英國供應鏈,包括直接再製造成燒結磁鐵。
EMR開發的預處理技術將被自動化,並作為大型試驗生產線的多種原料之一使用。這將建立在以前的專案,例如,硬碟廢料開發。從長遠來看,我們正在調查更廣泛的報廢廢料。”
合作者正在評估幾種產品選擇,包括適用於磁鐵生產商的HD退磁粉末,用HD粉末重熔的合金錠,適用於合金原料或磁鐵生產,適用於粘結磁鐵的各向異性合金粉末(HDDR),以及汽車應用的燒結釹鐵硼磁鐵。