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日本产综研实验从高性能马达回收稀有金属

导读: 日本产业技术综合研究所可持续材料研究部门日前开始全面实施从产品废弃物中回收稀有金属元素群的金属熔炼技术实证实验。

  日本产业技术综合研究所可持续材料研究部门日前开始全面实施从产品废弃物中回收稀有金属元素群的金属熔炼技术实证实验。其重点是,从混合动力车配备的高性能马达的高性能磁铁中,分离并回收镝(Dy)及镨(Pr)等稀有金属元素群的回收利用要素技术。

  可持续材料研究部门凝固工艺研究小组正在推进金属熔炼技术实证实验,该技术用来回收为提高混合动力车的高性能马达使用的钕铁硼(Nd?Fe?B)磁铁的耐热性而添加的镝等稀有金属。

  凝固工艺研究小组此次全面实施的实证实验,是利用金属熔炼技术,从二手车市场上可买到的报废混合动力车(丰田第一代“普锐斯”)的高性能马达部材(图1)中回收稀有金属。该研究小组将混合动力车的马达转子置于石墨坩埚内,用高频熔解炉加热熔解,主要进行令铁凝固物和铜(Cu)凝固物的两相分离。密度为7.89g/cm3的铁凝固物凝固在上方,密度为8.93g/cm3的铜凝固物凝固在下方。实验利用大部分钕、镝及镨在铜一侧固溶的现象,现阶段是要使稀有金属浓缩,将来则以分离为目标。

  从产品废弃物中回收稀有金属,现行要素技术以普通湿式冶炼技术(leaching)为主。这是由于,将元素群在溶剂(碱溶剂等)中溶解,并只分离提炼出某种特定元素的湿式精炼法,是从矿物原料中提取特定元素的精炼法。而最近,利用金属熔解技术分离回收稀有金属的、名为“PyroRecycle”的技术开发受到关注。这是因为与需要庞大精炼设备的湿式精炼法相比,利用金属熔解技术的PyroRecycle技术有望实现小规模化。

  PyroRecycle技术是大阪大学研究生院工学研究系材料生产科学专业教授山本高郁等人提倡的。在PyroRecycle技术中,利用稀有金属元素对于铁和铜的固溶度有很大差异的现象,浓缩并分离目标稀有金属元素的研究开发正在推进。山本教授的研究小组正在推进的研发是,在铁、铜及稀有金属元素的熔解物质中添加碳(C)及硼,以促进稀有金属元素群主要在铜一侧固溶。

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