Harvinaisten maametallien talteenotto NdFeB -magneeteista

Abstract

Tutkielman kirjallisessa osassa käsitellään yleisesti harvinaisia maametalleja, niiden ominaisuuksia, valmistusta, käyttökohteita ja kierrätystä lopputuotteista. Harvinaisten maametallien käyttökohteista keskitytään neodyymi-rauta-boori -magneetteihin (NdFeB -magneetit) ja niiden kierrätykseen. Tutkielmassa käydään läpi erilaiset harvinaisten maametallien hydrometallurgiset ja pyrometallurgiset talteenottomenetelmät.

Tutkimusprojektissa pyrittiin kehittämään NdFeB -magneettien kierrätysmenetelmä, jolla magneettien harvinaiset maametallit saataisiin erotettua muista magneettien sisältämistä alkuaineista, kuten raudasta, boorista, koboltista ja nikkelistä. Kehitettiin menetelmä, jolla NdFeB -magneetit saatiin liuotettua kokonaan typpihappoon ja liuoksesta saatiin erotettua rauta 99 %:sti metyyli-isobutyyliketoniin yhdellä neste-nesteuutolla. Raudan poistamisen jälkeen muut alkuaineet, kuten nikkeli, koboltti ja boori haluttiin poistaa harvinaisten maametallien seoksesta, joten liuoksesta saostettiin harvinaiset maametallit oksalaatteina. Oksalaattisaostuman metalleista 97 %:a oli harvinaisia maametalleja. Liuotetun oksalaattisaostuman metalleista oli 85 % neodyymiä, 5 % dysprosiumia, 3,5 % praseodyymiä ja 3 % samariumia. Näiden lisäksi saostumassa oli pieniä määriä muita harvinaisia maametalleja sekä esimerkiksi nikkeliä, kobolttia ja booria. Oksalaattisaostuma voidaan kalsinoida harvinaisten maametallien oksideiksi, jolloin seosta voidaan käyttää uusien NdFeB -magneettien tuotannossa.