Novos processos para a recuperação de elementos de terras raras a partir de ímanes
O projeto NEO-CYCLE da UE tem como objetivo reduzir a dependência da Europa em relação às terras raras chinesas
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Os ímanes são componentes essenciais em veículos elétricos, turbinas eólicas e equipamentos eletrónicos. No entanto, a sua produção depende de elementos de terras raras, como o neodímio, cerca de 90 por cento do qual é importado da China. Investigadores do Instituto Fraunhofer de Tecnologias e Sistemas Cerâmicos (IKTS) estão a trabalhar com o parceiro de projeto TU Bergakademie Freiberg no desenvolvimento de uma tecnologia para recuperar estas matérias-primas valiosas na Alemanha, para utilização em novos produtos.
Os ímanes de neodímio estão entre os ímanes permanentes mais potentes do mundo. Fabricados a partir de neodímio, ferro e boro, são utilizados em veículos elétricos, turbinas eólicas e produtos eletrónicos, tais como altifalantes, smartphones e discos rígidos. A procura global por ímanes permanentes está a aumentar, com taxas de crescimento anuais estimadas em até 8,3 por cento. Isto torna essencial a reciclagem de elementos de terras raras escassos, como o neodímio, embora o processo seja altamente complexo.
Fechar o ciclo dos materiais, garantir o abastecimento de matérias-primas
O neodímio tem de ser extremamente puro antes de poder ser reutilizado em novos ímanes. Desenvolver um processo economicamente viável que cumpra este requisito é um desafio. Consequentemente, muito poucos ímanes são reciclados na Europa. Em vez disso, a maioria é recolhida e enviada para a China para reprocessamento. Cerca de 90 por cento dos materiais, como o neodímio, são posteriormente reimportados.
Em conjunto com os parceiros do projeto da UE NEO-CYCLE, Sandra Pavón está a desenvolver um processo para extrair matérias-primas valiosas na Europa. «O nosso objetivo é recuperar elementos de terras raras a partir de resíduos eletrónicos e utilizá-los em produtos de elevado valor, como fertilizantes ecológicos e na produção de produtos farmacêuticos», afirma Pavón, que lidera o grupo de Reciclagem Hidrometalúrgica e Química de Matérias-Primas no Fraunhofer IKTS, em Freiberg. «Isto irá fechar o ciclo dos materiais, proteger o ambiente e ajudar a reduzir a dependência global de recursos estratégicos.»
Recuperação sustentável de materiais de alta qualidade
É possível reciclar de forma criativa uma variedade de ímanes. O projeto NEO-CYCLE centra-se nos discos rígidos (HDD) de computadores e portáteis em fim de vida, que contêm ímanes de neodímio. »Estamos a testar dois métodos para o tratamento dos ímanes — cloração em estado sólido e processos eletroquímicos — para determinar a tecnologia mais adequada«, explica Sandra Pavón.
No processo de cloração em estado sólido, o parceiro do projeto, a TU Bergakademie Freiberg, adiciona cloreto de amónio, em vez do ácido clorídrico convencional, à mistura de neodímio, boro e ferro recuperada dos resíduos de HDD. O calor converte a mistura diretamente em cloretos metálicos e numa solução de amoníaco de alta pureza. O procedimento patenteado já é utilizado em lâmpadas fluorescentes. Os investigadores estão agora a testar se este também é adequado para a reciclagem criativa de ímanes. Os resultados mostram que os cloretos metálicos podem ser separados do material dos ímanes de forma muito mais eficiente, permitindo que quase todos os metais sejam extraídos utilizando quantidades relativamente pequenas de produtos químicos.
No segundo procedimento testado, os investigadores colocam resíduos de ímanes em pó numa célula eletroquímica. Um eletrólito, como o ácido sulfúrico diluído, fornece o meio de reação para os processos eletroquímicos. Este processo extrai primeiro uma solução de boro dos ímanes, que é depois concentrada para utilização nas indústrias química e farmacêutica.
Os investigadores do Fraunhofer IKTS separam posteriormente os produtos gerados pelos dois procedimentos, recorrendo à sua experiência em separação de metais e tratamento de águas de processo. Sandra Pavón e a sua equipa utilizam um processo hidrometalúrgico seletivo para extrair neodímio e ferro. Os sais metálicos podem então ser recuperados na sua forma pura. Uma vez separados, os materiais são posteriormente refinados pelos parceiros do projeto e fornecidos não só às indústrias química e farmacêutica, mas também aos setores do hidrogénio e dos fertilizantes.
O objetivo: zero resíduos
O projeto NEO-CYCLE é financiado pela União Europeia através do seu programa «Horizon Europe». O projeto terá a duração de quatro anos; o planeamento de uma unidade-piloto já está em curso. Sandra Pavón mostra-se entusiasmada: «O processo começa com produtos que chegaram ao fim do seu ciclo de vida. No final, podemos fornecer matérias-primas recicladas valiosas a quatro indústrias diferentes.»
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
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