용융염 전기분해로 NdFeB 자석을 재활용하면 폐기물 자석 스크랩이 희토류 공급으로 다시 전환됩니다.

용융염 전기분해로 NdFeB 자석을 재활용하면 폐기물 자석 스크랩이 희토류 공급으로 다시 전환됩니다.

최대네오디뮴 자석오늘날에도 여전히 광산에서 삶을 시작합니다. 한 연구팀은 이번 달 Nature Communications에 그렇게 할 필요가 없을 수도 있다고 보고했습니다. 그들의 공정에서는 분쇄된 네오디뮴(NdFeB) 스크랩과 수명이 다한 자석을 사용하여 희토류 함량을 금속으로 직접 회수하고, 용융염 전기분해와 소모성 마그네슘 음극을 사용하여 네오디뮴 자석을 재활용합니다.

기존 NdFeB 자석 재활용의 과제

일반적인 방법은 먼저 자석을 파괴하는 것입니다. 수소 분해로 소결체를 분말로 분해한 다음 산이 분말을 용해시키고 희토류가 산화물로 침전됩니다. 그런 다음 새로운 자석을 만들기 전에 이러한 산화물을 금속으로 다시 환원해야 합니다. 두 가지 전체 전환 단계, 과도한 산 소비 및 염수의 폐수 흐름은 특히 네오디뮴 및 프라세오디뮴 가격이 낮은 수준에 있을 때 경제성을 어렵게 만듭니다.

용융염 전기분해로 희토류 금속을 회수하는 방법

새로운 공정은 산화 단계를 건너뜁니다. 용융 염화물 염욕에서는 전극 사이에 전류가 흐르고 마그네슘 음극은 Nd와 Pr을 합금으로 포착합니다. 마그네슘은 작동 중에 소모되기 때문에 환원제와 전극 재료의 역할을 모두 수행합니다. 저자는 자성 희토류의 높은 회수율을 보고하고 철과 붕소는 잔류물에 남아 여과할 수 있다고 보고했습니다.

자석 구매자에게 이것이 의미하는 바

NdFeB 자석 재활용이 희토류 공급에 미치는 영향

자석 공장의 경우, 좋은 해에는 그러한 경로의 가치가 극적이지 않습니다. 타이트한 상황에서는 중요합니다. 수출 통제나 운송 중단으로 인해 NdPr 산화물 공급이 줄어들면 작동 중인 재활용 채널이 완충 역할을 합니다. 풍력 터빈 발전기, 엘리베이터 견인 기계, 에어컨 압축기 및 EV 모터는 모두 예측 가능한 일정에 따라 폐기되며 폐기된 자석 1톤은 희토류 무게의 약 1/3을 운반합니다.

재활용 NdFeB 자석의 품질 관리 및 향후 전망

구매 팀에 한 가지 주의 사항을 반복해서 말씀해 주셔야 합니다. 재활용된 공급원료는 배치마다 다르므로 회수된 재료로 압축된 자석은 순수 합금으로 만든 자석과 동일한 입자 정렬 제어, 동일한 테스트 및 동일한 염수 분무 검증이 필요합니다. 향후 몇 년 동안의 합리적인 접근 방식은 혼합 공급망입니다. SH, UH, EH와 같은 고급 및 고온 등급을 위한 1차 금속과 재활용 투입물을 표준 N 및 M 시리즈에 혼합하여 자산 마진이 더 넓은 것입니다.

우리는 이 전기분해 경로가 실험실을 넘어 얼마나 빨리 확장되는지 계속 지켜볼 것입니다. 저자가 예상하는 회수된 NdPr 토지의 킬로그램당 에너지 비용이 든다면 유럽과 북미의 자석 사용자는 단일 신규 광산 개설에 의존하지 않는 국내 공급 옵션을 갖게 될 것입니다.