Los investigadores utilizan líquidos iónicos para reciclar imanes permanentes de NdFeB adheridos

Investigadores europeos han demostrado el uso de líquidos iónicos para reciclar imanes permanentes de NdFeB adheridos. En la revista RSC Green Chemistry se publica un artículo de acceso abierto sobre su trabajo.

Los imanes permanentes de NdFeB son de dos tipos: imanes sinterizados y aglutinados (de polímero o resina). Ambos tipos están formados (parcialmente) por polvos de aleación magnética que pueden presentar características de flujo cuando son muy finos.

En el caso de los imanes sinterizados, el polvo magnético se prensa para darle forma y se perfora con ayuda de lubricantes. El producto obtenido sigue siendo muy quebradizo pero, calentándolo en un horno de vacío, se mejora considerablemente su densidad y su resistencia mecánica.

Los imanes de NdFeB unidos normalmente se obtienen mezclando polvo de imán de NdFeB con un aglutinante polimérico en una proporción de masa adecuada en un mezclador o extrusor y sometiendo el extruido en forma de gránulos a moldeo por inyección o compresión.

Durante la última década, se ha prestado mucha atención al reciclaje de imanes de NdFeB sinterizados y estos esfuerzos se han revisado en otros lugares. En general, estas rutas incluyen enfoques pirometalúrgicos, hidrometalúrgicos y solvometalúrgicos, o una combinación de ellos. Por el contrario, se ha prestado muy poca atención al reciclaje de imanes de NdFeB adheridos. Esta falta de atención puede explicarse por el contenido mucho menor de tierras raras de los imanes adheridos en comparación con los imanes sinterizados, así como por el hecho de que la presencia de aglutinantes poliméricos o resinas dificulta las rutas directas de reciclaje (como la decrepitación del hidrógeno). ) difícil.

… Se sabe que los líquidos iónicos (IL) son excelentes disolventes ecológicos para muchos tipos de polímeros y biopolímeros sintéticos. También se ha informado que los líquidos iónicos de cloroaluminato ácido de Lewis se pueden utilizar para disolver resinas epoxi de condensadores de tantalio. Por estas razones, decidimos explorar por primera vez el uso de líquidos iónicos para el reciclaje de imanes de NdFeB unidos. Este estudio es también el primero en recopilar diferentes tipos de imanes adheridos del mercado mundial de imanes para simular una situación real. A continuación se comprobó el comportamiento de disolución de diferentes tipos de aglutinantes poliméricos en líquidos iónicos en una selección de imanes adheridos. El sistema disolvente más prometedor se probó a mayor escala para preparar un lote de polvo magnético que se utilizó para producir nuevos imanes anisotrópicos unidos con epoxi. Se midieron las propiedades magnéticas de estos nuevos imanes y se compararon con las de sus homólogos comerciales para evaluar la eficiencia general del proceso de reciclaje.

Los investigadores, de la KU Leuven en Bélgica, la Universidad de Birmingham en el Reino Unido y Kolektor Magnet Technology GmbH en Alemania, encontraron tres tipos principales de polímeros en imanes NdFeB adheridos comerciales: poliamidas (PA6 y PA12), sulfuro de poli-p-fenileno. (PPS) y epoxi.

Ambos tipos de resinas de poliamida se disolvieron fácilmente mediante líquidos iónicos con aniones coordinantes (cloruro, acetato o dialquilfosfato). La eliminación de la resina PPS no fue posible con disolventes líquidos iónicos, sino únicamente utilizando 1-cloronaftaleno y 1,3,5-trifenilbenceno a altas temperaturas.

Aunque el epoxi se pudo eliminar con varios líquidos iónicos, se observó una reacción entre el polvo de NdFeB y los líquidos iónicos. Se trató un lote de imanes unidos a PA6 con un líquido iónico de dietilfosfato de tributiletilfosfonio, [P4442][Et2PO4], para eliminar selectivamente la porción polimérica. Se descubrió que el polvo magnético resultante sin PA retenía >90 % de sus propiedades magnéticas originales.

Los investigadores produjeron dos nuevos imanes unidos con epoxi producidos con este polvo magnético reciclado; Los imanes mostraron propiedades magnéticas cercanas a las de sus homólogos comerciales, lo que demuestra la versatilidad del proceso y que el bucle de materiales se puede cerrar con éxito.

Este trabajo muestra que el procesamiento con líquido iónico de imanes de NdFeB adheridos al final de su vida útil es un método prometedor para el reciclaje directo de estos imanes. Además de ser respetuoso con el medio ambiente, el proceso también es una ruta versátil que permite la producción de imanes de unión secundaria con nuevo diseño y material polimérico.

Recursos

Önal, Mehmet Ali Recai y Dewilde, Sven y Degri, Malik y Pickering, Lydia y Saje, Boris y Riaño, Sofía y Walton, Allan y Binnemans, Koen (2020) “Reciclaje de imanes permanentes de NdFeB adheridos utilizando líquidos iónicos”

Publicado el 16 de abril de 2020 en Eléctrico (Batería), Híbridos, Motores, Reciclaje | Enlace permanente | Comentarios (0)