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

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

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

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

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 una mezcladora o extrusora y sometiendo el extruido en forma de gránulo a moldeo por inyección o compresión.

Durante la última década, se ha prestado mucha atención al reciclaje de imanes 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 una atención muy limitada al reciclaje de imanes de NdFeB adheridos. Esta falta de atención puede explicarse por el contenido mucho más bajo de tierras raras de los imanes aglomerados en comparación con el de los imanes sinterizados, así como por el hecho de que la presencia de aglutinantes poliméricos o resinas hace que las rutas de reciclaje directas (como la decrepitación de hidrógeno ) difícil.

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

Los investigadores, de 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 de NdFeB unidos comerciales: poliamidas (PA6 y PA12), sulfuro de poli-p-fenileno (PPS) y epoxi.

Ambos tipos de resinas de poliamida se disolvían fácilmente en líquidos iónicos con aniones coordinantes (cloruro, acetato o dialquilfosfato). La eliminación de la resina de PPS no fue posible con disolventes líquidos iónicos, sino solo con el uso de 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. Un lote de imanes unidos con PA6 se trató con un dietilfosfato de tributiletilfosfonio líquido iónico, [P4442][Et2PO4], para eliminar selectivamente la porción polimérica. Se descubrió que el polvo magnético libre de PA resultante conservaba >90 % de sus propiedades magnéticas originales.

Los investigadores produjeron dos nuevos imanes unidos con epoxi fabricados con este polvo magnético reciclado; los imanes mostraron propiedades magnéticas cercanas a las de sus contrapartes comerciales, mostrando así la versatilidad del proceso y que el ciclo de los materiales podía cerrarse con éxito.

Este trabajo muestra que el procesamiento de líquidos iónicos de imanes de NdFeB unidos 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 unidos secundarios con nuevo diseño y material polimérico.

Recursos

Önal, Mehmet Ali Recai and Dewilde, Sven and Degri, Malik and Pickering, Lydia and Saje, Boris and Riaño, Sofía and Walton, Allan and Binnemans, Koen (2020) "Reciclado de imanes permanentes NdFeB enlazados utilizando líquidos iónicos"

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