A számítógépek kiselejtezett merevlemezei kritikus nyersanyagforrássá válhatnak az elektromos járművek, a szélturbinák és egyéb technológiák számára. Német kutatók két eljárást vizsgálnak, amelyekkel értékes fémeket nyerhetnek vissza a leselejtezett merevlemezek mágneseiből.
Értékes nyersanyagok merevlemezekből
Az Európai Unió által finanszírozott NEO-CYCLE projekt keretében a Fraunhofer Kerámiatechnológiai és Rendszerészeti Intézet (IKTS) kutatói a TU Bergakademie Freiberggel együttműködve olyan eljárásokat fejlesztenek, amelyekkel neodímiumot, vasat és bórt nyerhetnek vissza ezekből a mágnesekből.
A neodímium-vas-bór mágnesek a legerősebb állandó mágnesek közé tartoznak. Elektromos járművek motorjaiban, szélturbinákban, valamint olyan elektronikai eszközökben is alkalmazzák őket, mint a hangszórók, az okostelefonok és a merevlemezek. Ugyanakkor egyes komponenseik megfelelő tisztaságú kinyerése jelentős technikai kihívást jelent a szakemberek számára. Kiemelten fontos a neodímium, amelynek 90 százalékát Kínából szerzik be. Az Európában összegyűjtött mágneshulladék jelentős részét szintén Kínába szállítják feldolgozásra, a visszanyert anyagokat pedig ezt követően ismét importálják.
Ritkaföldfémek visszanyerése használt mágnesekből
A NEO-CYCLE kutatói két technológiai eljárást vizsgálnak a leselejtezett merevlemezekből származó mágnesek értékes összetevőinek visszanyerésére. Az egyik módszer a szilárd fázisú klórozás, amelyet a projektben részt vevő TU Bergakademie Freiberg szakemberei fejlesztenek. Az eljárás során a mágneshulladékból származó, neodímiumot, vasat és bórt tartalmazó keveréket ammónium-kloriddal kezelik, így nincs szükség hagyományos sósav alkalmazására.
A keverék hevítése során fém-kloridok keletkeznek, emellett nagy tisztaságú ammóniaoldat is képződik. A technológia egy olyan szabadalmaztatott eljárás továbbfejlesztésére épül, amelyet már a fénycsövek újrahasznosításában is alkalmaznak. A kutatók most azt tesztelik, hogy a módszer miként használható fel a mágnesek feldolgozására.
Az eddigi vizsgálatok kedvező eredményeket hoztak: az eljárással hatékonyan választhatók el a fém-kloridok a mágneses anyagtól, ami az értékes fémek nagy arányú visszanyerését is lehetővé teszi. További előnye, hogy viszonylag alacsony vegyszerfelhasználás mellett valósítható meg.
A másik vizsgált technológia elektrokémiai elven működik. Ennek során a porított mágneshulladékot egy elektrokémiai cellába helyezik, ahol a reakciók lejátszódását egy elektrolit, például hígított kénsav segíti. A folyamat első lépéseként a bór kerül az oldatba, amelyet később besűríthetnek, majd a vegyiparban és a gyógyszeriparban hasznosíthatnak.
A visszanyert fémek ipari hasznosítása
Az elsődleges feldolgozást követően a Fraunhofer IKTS kutatói hidrometallurgiai eljárásokkal választják szét a keletkezett anyagokat. A szelektív feldolgozásnak köszönhetően neodímiumot és vasat nyernek ki, amelyeket tiszta sók formájában állítanak elő.
A visszanyert alapanyagok többek között a vegyiparban, a gyógyszeriparban, a hidrogéntermelésben és a műtrágyagyártásban is felhasználhatók.
A kutatás ugyanakkor nem korlátozódik a fémek egyszerű kinyerésére: a szakemberek azt is vizsgálják, miként lehet a visszanyert összetevőkből nagyobb hozzáadott értékű termékeket előállítani. A folyamat hozzájárulhat egy olyan körforgásos ellátási lánc kialakításához, amelyben az elektronikai hulladékból származó alkatrészek új ipari termékek alapanyagává válhatnak.
A négyéves NEO-CYCLE projektben a kutatók már elvégezték a különböző visszanyerési eljárások laboratóriumi tesztjeit, a következő lépések között pedig egy kísérleti üzem megtervezése is szerepel.
A fejlesztés célja egy gazdaságilag és környezetvédelmi szempontból egyaránt fenntartható technológia kidolgozása, amely jó minőségű alapanyagok visszanyerését teszi lehetővé az elhasználódott mágnesekből, miközben mérsékli a víz- és vegyszerfelhasználást. A sikeres megvalósítás hozzájárulhat az európai elektronikai hulladék hatékonyabb hasznosításához, valamint a kritikus nyersanyagok importjától való függőség csökkentéséhez.
Forrás: Interesting Engineering
Borítókép: Adobe Stock
