Новая технология позволяет извлекать редкие металлы без кислот и воды

Команда исследователей из Университета Райса разработала сверхбыстрый одноэтапный метод извлечения редкоземельных элементов из отработанных магнитов. Новая технология предлагает значительные экологические и экономические преимущества по сравнению с традиционными способами переработки, которые требуют больших энергозатрат и создают токсичные отходы.

В основе метода лежит так называемый флэш-нагрев по методу Джоуля. Он позволяет за миллисекунды повышать температуру материала до тысяч градусов. В сочетании с газообразным хлором этот процесс извлекает редкоземельные элементы из промышленных отходов за секунды, не требуя использования воды или кислот. Под воздействием высокой температуры и хлора такие металлы, как железо и кобальт, испаряются, оставляя после себя очищенные оксиды редкоземельных элементов.

Эффективность и чистота процесса обусловлены термодинамическими свойствами материалов. «Этот метод не только работает в разы быстрее традиционных, но и полностью исключает использование воды или кислоты, что до недавнего времени считалось невозможным», – поясняет ведущий автор исследования Шичэнь Сюй. Ученым удалось достичь более 90% чистоты и выхода редкоземельных элементов за один цикл обработки.

Комплексная оценка жизненного цикла и технико-экономический анализ подтвердили выдающиеся показатели технологии. По сравнению с гидрометаллургией новый процесс обеспечивает сокращение энергопотребления на 87%, снижение выбросов парниковых газов на 84% и уменьшение эксплуатационных расходов на 54%. Полный отказ от воды и кислот становится ключевым преимуществом для экологии.

Новый метод позволяет создавать как малые, так и крупные перерабатывающие установки, которые можно размещать вблизи мест сбора электронных отходов. Локальная переработка использованных магнитов сократит транспортные расходы и снизит нагрузку на окружающую среду. Технология уже выходит за рамки лаборатории – стартап Flash Metals USA лицензировал разработку и планирует запустить производство в первом квартале 2026 года. По словам профессора Джеймса Тура, это доказывает, что речь идет не об академическом упражнении, а о «жизнеспособном промышленном пути».