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钕铁硼强磁稀土废料回收厂家(稀土磁铁回收利用的光明愿景)

钕铁硼强磁稀土废料回收厂家(稀土磁铁回收利用的光明愿景)Fig 1: 50-100 kg Pilot HPMS reactor.HyProMag Ltd and the University of Birmingham (UoB) are scaling up the HPMS process and subsequent downstream magnet production at two sites: on the UoB campus and at Tyseley Energy Park (TEP) in Birmingham. The two scales of the pilot plant will be capable of separating 50-100kg and up to 400kg of NdFeB powder respectively per batch (see Fig. 1). A £4.4m gran

钕铁硼强磁稀土废料回收厂家(稀土磁铁回收利用的光明愿景)(1)

DER试验磁铁回收设施位于Tyseley能源公园。该工厂可以通过ITM建造的两个大型电解槽随时获取氢气。

HyProMag的创始董事Allan Walton教授详细介绍了他们开创性的短环磁铁回收HPMS技术,以及他们的合作如何能够解锁稀土磁铁回收的全球供应链。

HyProMag Limited将成为英国第一家用于电动汽车,风力涡轮机和消费电子产品的再生烧结钕铁硼稀土磁铁生产商,其创新的HPMS技术进一步受益于估计降低88%的能源使用量和接近零的人体毒性,而不是从开采的材料来源生产初级磁铁。1

目前,只有不到5%的稀土磁铁是从报废组件中回收的。HyProMag,加上其强大的合作伙伴关系网络,知识产权的获取和在该领域的长期经验,为稀土磁铁回收的全球供应链提供了重要机会。

HyProMag由AIM拥有42%的股份,TSXV上市的Mkango Resources正在开发马拉维的Songwe Hill稀土项目和波兰的Pulawy稀土分离项目。

HyProMag通过获得专利的磁体废料氢处理(HPMS)技术,率先将短环磁体回收商业化。HPMS工艺用于从嵌入废料和冗余设备的磁铁中提取和消磁钕铁硼(NdFeB)合金粉末,最初由伯明翰大学冶金与材料学院的磁性材料集团(MMG)开发和获得专利2并随后获得HyProMag的许可。该专利、相关知识产权和专有技术是HyProMag业务的核心。3

MMG在稀土合金和用氢气加工永磁体方面已经活跃了40多年。HyProMag的创始董事,MMG前负责人和氢衰减方法的创始人名誉Rex Harris教授,MMG现任负责人Allan Walton教授以及两位荣誉研究员John Speight博士和David Kennedy先生是稀土磁性材料,合金和氢技术领域的世界领先专家, 并拥有丰富的行业经验。

惠普系统技术

HPMS工艺最初是围绕含有2-20克钕铁硼材料的硬盘驱动器废料设计的,现在已经应用于广泛的磁铁应用,包括汽车,风力涡轮机和扬声器废料。在HPMS期间,废料应用被放置在压力容器内的旋转多孔滚筒中。废料暴露在氢气气氛中,此时磁铁在大约30-40分钟内破裂。在该反应过程中,氢气被吸收到磁铁合金中,引起体积膨胀,导致材料分解成易碎的粉末。至关重要的是,该过程还会使磁铁材料消磁,使其在多孔滚筒旋转期间更容易从组件上移除。氢气工艺还将任何涂层材料或胶水从钕铁硼材料的表面分离出来。在后续步骤中,通过机械手段去除涂层,胶水和任何非磁性材料,从而产生纯化的合金粉末,该粉末可以直接再制造成新的磁铁。

HyProMag Ltd and the University of Birmingham (UoB) are scaling up the HPMS process and subsequent downstream magnet production at two sites: on the UoB campus and at Tyseley Energy Park (TEP) in Birmingham. The two scales of the pilot plant will be capable of separating 50-100kg and up to 400kg of NdFeB powder respectively per batch (see Fig. 1). A £4.4m grant has funded the large-scale pilot plant at TEP from Driving the Electric Revolution in the UK. This will build a full-scale sintered magnet production line from HPMS powder.

钕铁硼强磁稀土废料回收厂家(稀土磁铁回收利用的光明愿景)(2)

Fig 1: 50-100 kg Pilot HPMS reactor.

HPMS粉末将为英国提供本土稀土供应,这些稀土可以在多个点返回供应链(见图3),包括通过;

  • 化学提取稀土元素;
  • 将粉末压成颗粒并重新熔化回母合金;
  • 将钕铁硼粉末转化为熔融纺丝带或HDDR粉末,用于粘结磁铁;和
  • 直接以与原始材料相同的形式重新烧结成新的钕铁硼磁体。

钕铁硼强磁稀土废料回收厂家(稀土磁铁回收利用的光明愿景)(3)

图3:HPMS粉末将为英国提供本土稀土供应,这些稀土可以在多个点返回供应链。

这些路线中的后者提供最低的能源,“短循环”过程,环境足迹最低。之前的LCA研究表明,这条路线可以产生比矿场磁铁初级生产的能量少88%的磁铁。4(见图2)

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图2:使用HPMS工艺生产的再生烧结磁铁和粉末的直接再烧结。

合作项目

HyProMag Ltd和UoB已经参与了针对不同废料流的多个项目。HyProMag最近与欧洲金属回收有限公司(EMR)和UoB完成了一个项目,从车辆和平板电视的扬声器中回收稀土磁铁。这是通过工业战略挑战基金(UKRI)的赠款资助的。HPMS是回收过程的基础。该项目证实了扬声器磁体回收利用的数量、性能、经济性和适用性,生产的烧结再生磁体具有与初始启动磁体相当的磁性能。

EMR是金属回收的全球领导者,在全球150个地点开展业务,是英国最大的汽车回收商。EMR预处理的汽车和平板电视扬声器废料向HyProMag提供含有钕铁硼磁铁的废旧组件,HyProMag使用HPMS工艺与UoB一起提取磁铁作为消磁合金粉末,然后成功用于烧结磁铁的再制造。

HyProMag还领导了Innovate UK资助的项目“用于电机的稀土回收”(RaRE)。

RaRE 项目旨在使用 HPMS 工艺从硬盘驱动器废料中提取稀土磁体,并生产适合宾利电机应用电动机的再生烧结磁体。项目合作伙伴包括智能生命周期解决方案(电子回收商)、Advanced Electrical Machines(电机设计人员)、Bentley Motors Ltd(大众集团的一部分)和 Unipart(一级汽车)。

HyProMag正在扩大HPMS工艺和再加工技术的规模,以中试生产烧结磁体,以证明所生产的材料在磁性行为,机械性能和耐腐蚀性方面的质量,所有这些都可以生产并且对最终用户应用至关重要。智能生命周期解决方案建立了废料分拣流程,以最大限度地提高工艺效率和稀土材料量。回收的磁铁将内置到AEM根据宾利汽车规格设计的电机中。

SusMagPro项目

地平线2020项目SusMagPro的UoB合作伙伴5专注于通过从各种磁性废物流(包括泵和风力涡轮机以及电子废料)中回收和再循环稀土元素(REE),在欧盟建立可持续的磁铁供应链。通过大规模引入可靠的原材料来源,预计SusMagPro将为磁铁回收行业的未来发展做出贡献。这将通过SusMagPro目前与19家公司和研究所的战略合作伙伴关系来实现,从而实现磁体生命周期不同点之间的协同效应和协作。

SusMagPro项目涵盖了广泛的潜在产品,以英国,德国和斯洛文尼亚HPMS试验工厂生产的再生钕铁硼粉末供应为基础,从而为HPMS技术带来了重要的进一步开发示范和风险降低。除了生产烧结磁铁(与“电子机器稀土回收”(RaRE)和从音频产品中提取稀土(REAP)项目相同)外,该项目还将通过HDDR粉末(Kolektor)生产铸造合金(不太常见的金属)和树脂结合磁铁。

HyProMag扩展到德国

2021年11月,HyProMag在德国成立了一家姊妹公司HyProMag GmbH,将HPMS技术商业化到德国和欧洲,并进一步支持政府加强欧洲稀土供应链和加速绿色转型的举措。HyProMag GmbH由HyProMag Limited拥有80%的股份,由德国普福尔茨海姆大学的Carlo Burkhardt教授拥有20%的股份,他也是SusMagPro项目的协调员和HyProMag GmbH的董事会董事。

德国是欧洲稀土磁铁的重要生产国和市场,HyProMag GmbH的成立为该地区业务的增长提供了坚实的平台。德国没有国内主要稀土来源。通过获得专利的HPMS开发国内再生稀土来源是在欧洲实现稀土供应链的多样化和加强发展的重要机会。

作为一家附属公司,HyProMag GmbH受HyProMag的独家许可,两家公司将分享新的发展。

引用:

  1. https://hypromag.com/
  2. https://www.birmingham.ac.uk/research/activity/metallurgy-materials/magnets/index.aspx
  3. HPMS获得第13/169839号专利。
  4. B. Sprecher, A. Walton, et al. Environ.技术科学 2014, 48, 3951−3958.
  5. https://www.susmagpro.eu/

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