Adattároló eszközök hulladékából történő tiszta ritkaföldfém-visszanyerés mágnesprekurzorok formájában hidrometallurgiai úton precipitációs és kelátképző kationcserés technikák kombinálásával
Absztrakt
Jelen tanulmány a hulladékká vált adattároló eszközökből származó mágnesek ritkaföldfém-tartalmának visszanyerését vizsgálja. A kiszerelt mágneseket demagnetizáltuk, majd pofás törőgépben, 2 mm-es résméret alkalmazásával finom porrá aprítottuk. A kapott port sósavas lúgzásnak vetettük alá, azonban az így nyert kloridos ritkaföldfémoldat jelentős vas-, nikkel-, kobalt- és mangánszennyezést tartalmazott. A termodinamikai vizsgálatok alapján a fő szennyezők nagy tömegű leválasztását goethit és oxidatív precipitációval, míg a finomtisztítást ioncserés eljárással végeztük. A precipitáció során a szennyezők több mint 98%-át sikerült eltávolítani, mintegy 3%-os ritkaföldfém-veszteség mellett. A neodímiumot, a prazeodímiumot és a diszpróziumot ezt követően kelátképző kationcserélő kromatográfiával egy tiszta oldatfrakcióba választottuk el. A ritkaföldfémeket oxalátos precipitációval csaptuk ki, majd a csapadékot 800 °C-on izzítva 99,9% tisztaságú, didímium-alapú keverékoxidot állítottunk elő. Noha a bemutatott eljárás rendkívül biztató eredményeket hozott, az elválasztás finomhangolása és a kihozatal optimalizálása további kutatást igényel.
Hivatkozások
K. Habib, K. Parajuly, H. Wenzel, „Tracking the Flow of Resources in Electronic Waste - The Case of End-of-Life Computer Hard Disk Drives,” Environmental Science & Technology, vol. 49, no. 20, p. https://doi.org/10.1021/acs.est.5b02264, 2015.
V. Forti, „The Global E-waste Monitor 2020: Quantities, flows and the circular economy potential,” United Nations University (UNU) / UNITAR, International Telecommunication Union (ITU) & International Solid Waste Association (ISWA), Bonn/Geneva/Rotterdam.
K. Binnemans, P. T. Jones, B. Blanpain et al., „Recycling of rare earths: a critical review,” Journal of Cleaner Production, vol. 51, no. 1, pp. 1-22, 2013.
O. Gutfleisch, M. A. Willhard, E. Brück et al., „Magnetic materials and devices for the 21st century: stronger, lighter, and more energy efficient,” Advanced Materials, vol. 23, no. 7, pp. 821-842, 2011.
G. Várhegyi, Fémkohászattan IV, Budapest: Tankönyvkiadó, 1967.
S. Wickleder, „Physical Chemistry of Lanthanide Compounds,” Chemical Reviews, vol. 102, no. 6, pp. 2011-2008, 2002.
R. Choppin, „The chemical behavior of the lanthanides and the actinides,” Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, vol. 273, no. 3, pp. 695-703, 2007.
F. Xie, T. Zhang, D. Dreisinger et al., „A critical review on solvent extraction of rare earths from aqueous solutions,” Minerals Engineering, vol. 56, no. 1, pp. 10-28, 2014.
M. Jha, A. Kumari, A. Panda et al., „Review on hydrometallurgical recovery of rare earth metals (REMs) from primary and secondary resources,” Hydrometallurgy, vol. 165, pp. 2-26, 2016.
F. Habashi, „Extractive metallurgy of rare earths,” Canadian Metallurgical Quarterly, vol. 52, no. 3, pp. 224-233, 2013.
O. Takeda, H. Okabe, Y. Umetsu, „Recovery of Neodymium from Magnet Scrap by Utilizing Magnesium as a Extraction Solvent,” Materials Transactions, vol. 47, no. 3, pp. 888-892, 2006.
I. B. Illés, T. Kékesi, A magnézium és a titán előállítása, Miskolc: Miskolci Egyetemi Kiadó, 2019.
Z. Horváth, G. Pásztor, Vákuum-metallurgia, Budapest: Műszaki Tankönyvkiadó, 1984.
A. Danczak, I. Chojnacka, S. Matuska et al., „The recycling-oriented material characterization of hard disk drives with special emphasis on NdFeB magnets,” Physicochem. Probl. Miner. Process., vol. 54, no. 2, pp. 363-376, 2018.
L. Ng Yong, H. E. Choo, A. Chiang, C. Ng, „Recovery of rare earth elements: A comprehensive review from the perspective of secondary sources and potentially greener leachants,” Separation and Purification Technology, vol. 382, no. 1, p. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2025.135752, 2025.
T. Kékesi, T. Török, M. Isshiki, „Anion exchange of chromium, molybdenum and tungsten species of various oxidation states, providing the basis for separation and purification in HCl solutions,” Hydrometallurgy, vol. 77, no. 1, pp. 81-88, 2005.
B. Mason, C. B. Moore, Principles of Geochemistry (4th Edition), Toronto: John Wiley & Sons, 1982.
S. A. Cotton, P. R. Raithby, „Systematics and surprises in lanthanide coordination chemistry,” Coordination Chemistry Reviews, vol. 340, pp. 220-231, 2017.
J. O. Claassen, R. F. Sandenbergh, „Influence of mixing on the quality of iron precipitates,” Hydrometallurgy, vol. 87, no. 1, pp. 112-123, 2007.
Z. Horváth, Fémkohászattan III, Budapest: Tankönyvkiadó, 1987.
B. Yang, G. Chen et al., „Separation of Iron from ZnSO4 solution by oxygen pressure enhanced hydrothermal precipitation,” The Canadian Journal of Metallurgy and Materials Science, vol. 64, no. 1, pp. 286-295, 2025.
T. Erdey-Grúz, Transzportfolyamatok vizes oldatokban, Budapest: Akadémia Kiadó, 1971.
V. Hoogerstraete, A. Blanpain, B. Van den Bossche, K. Binnemans, „Recycling of NdFeB magnets using nitration, calcination and water leaching for REE recovery,” Green Chemistry, vol. 16, no. 7, pp. 3418-3424, 2014.
M. Önal, E. Aktan, C. Blanpain et al., „Recycling of NdFeB magnets using nitration, calcination and water leaching for REE recovery,” Hydrometallurgy, vol. 167, no. 1, pp. 115-123, 2017.
