Imanes permanentes reciclados proporcionan una fuente de elementos de tierras raras
Las elementos de tierras raras (ETR) son cruciales para las aplicaciones de la tecnología «verde» y su demanda va en aumento. Principalmente se usan en los imanes permanentes hechos de una aleación de neodimio, hierro y boro (NdFeB) para motores de alta eficiencia de vehículos eléctricos híbridos y generadores de turbinas eólicas. Sin embargo, el suministro de ETR está en riesgo debido a las impredecibles políticas comerciales de China, que posee y explota las principales reservas mundiales. Además, el acceso a estos recursos es importante para cumplir el Pacto Verde Europeo, cuyo objetivo es que Europa sea neutra en emisiones de carbono para 2050. El proyecto REE4EU desarrolló un sistema de ciclo cerrado desde los desechos de los imanes permanentes hasta los nuevos productos. Dos tecnologías novedosas conforman la base del proceso. La primera, la extracción de líquido iónico (ELI), permite eliminar ETR de los flujos de desechos en forma de oxalatos. La segunda, la electrólisis a alta temperatura (EAT) permite la producción de una aleación de tierras raras a partir de mezclas de óxido de tierras raras obtenidas tras la calcinación de las mezclas de oxalato de tierras raras del proceso de ELI.
Un nuevo método
«Lo más destacable del proyecto es el proceso de EAT a medida, ya que elimina los pasos independientes de separación y conversión de óxidos de ETR o haluros que existen en la ruta de procesamiento primario (minero) chino», dice la coordinadora del proyecto Ana María Martínez. En consecuencia, la tecnología de REE4EU ofrece un proceso más eficaz y ambientalmente sostenible, ya que se evitan muchas etapas de extracción independientes. Estas nuevas tecnologías a medida permiten que los desechos que contienen tierras raras procedentes de los imanes permanentes se traten como desechos en proceso generados durante la fabricación de los imanes permanentes o como imanes permanentes gastados procedentes de productos que han llegado al final de su vida útil para producir una aleación intermedia que contenga ETR. Este producto se trata mediante un proceso de fundición continua llamado «fundición de tiras», para obtener finalmente una aleación maestra de tierras raras para la fabricación de imanes permanentes y, de esa forma, lograr un proceso completo de reciclaje permanente de circuito cerrado. «Esto pone de relieve el precio competitivo y la huella ambiental excelente en comparación con la extracción primaria convencional de tierras raras. Además, un análisis de los impactos sociales respalda la aplicación del proceso de REE4EU», explica Martínez. Se ha demostrado a escala piloto el proceso completo de reciclaje de los imanes permanentes de circuito cerrado, desde los desechos que contienen tierras raras hasta el nuevo producto en forma de un imán permanente de tierras raras. «Esto abre la posibilidad de garantizar una importante cadena de valor en Europa y dar una prometedora oportunidad a las empresas de reciclaje de tierras raras», comenta Martínez.
Importantes beneficios
Tras el análisis de los datos obtenidos durante las pruebas piloto, la evaluación del ciclo de vida muestra una reducción del impacto en el cambio climático de aproximadamente el 50 % y una reducción del consumo de energía primaria de aproximadamente el 35 %, en comparación con el escenario actual, que es el de China como principal productor. El proyecto representa un avance significativo. «Nadie ha podido demostrar antes toda la cadena de valor de los imanes permanentes con fuentes de desechos de tierras raras a esta escala», señala Martínez. REE4EU ayudará a construir un nuevo sector secundario europeo de producción de aleaciones de tierras raras, creará nuevos puestos de trabajo, aumentará la independencia de Europa de las importaciones y proporcionará materias primas para las industrias europeas de tecnología verde de rápido crecimiento. «Al lograrlo, el proyecto no solo fomenta la competitividad, sino también la eficiencia en el uso de recursos y los beneficios ambientales», concluye Martínez.
Palabras clave
REE4EU, residuos, imán permanente, elementos de tierras raras, reciclaje, extracción de líquido iónico, electrólisis a alta temperatura