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Trattamento del riciclato di magneti

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Il riciclaggio e l'uso sostenibile di preziose materie prime stanno assumendo un ruolo sempre più importante nel settore dei magneti di terre rare

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Le leghe di terre rare e i magneti permanenti da esse ricavati stanno diventando sempre più importanti con l'aumento dell'uso dell'elettromobilità. Questi materiali sono di fondamentale importanza per l'efficienza e le prestazioni di motori elettrici, generatori e altre applicazioni industriali. Per garantire l'uso sostenibile di queste preziose materie prime e allo stesso tempo proteggere l'ambiente, il riciclaggio sta giocando un ruolo sempre più importante in questo settore.

I magneti riciclati possono essere suddivisi in due categorie principali: Da un lato, i rifiuti generati durante la produzione dei magneti; dall'altro, i classici ritorni da motori elettrici, generatori o altre applicazioni vengono riciclati.

I rifiuti di produzione dei magneti sono solitamente scarti di taglio derivanti dalla lavorazione meccanica dei magneti. Per poter reinserire questo materiale nel processo produttivo, è fondamentale rimuovere eventuali impurità come ossidi e carburi.

I motori e i generatori elettrici hanno generalmente una vita utile di circa 10 anni. Di conseguenza, già oggi si produce un numero considerevole di magneti usati: una turbina eolica, ad esempio, utilizza circa 600 kg di magneti di terre rare per megawatt.

Trattamento dei magneti riciclati

Tuttavia, il riciclato magnetico contiene un'elevata percentuale di impurità con ossigeno, azoto o carbonio, che si accumulano principalmente nelle particelle fini. Queste hanno un effetto negativo sulle proprietà magnetiche e devono quindi essere rimosse prima del riutilizzo. Per ottenere un'efficace riduzione del contenuto di ossigeno, la polvere di idrogeno-fragile deve essere prima macinata. Successivamente, le particelle ultrafini e quindi le impurità vengono separate in modo affidabile dalla polvere magnetica riciclata utilizzando il separatore ultrafine ad alte prestazioni M-CLASS e si ottiene una polvere magnetica riutilizzabile (Fig. 1).

Diminuzione teorica delle impurità di ossigeno nel riciclato in funzione di d90 nei fini e del contenuto di materiale grossolano in wt.% (prodotto buono)

Con il diagramma mostrato in Fig. 2, si può stimare la diminuzione prevista del contenuto di ossigeno nel riciclato. Per ridurre in modo efficace il contenuto di ossigeno, la polvere impastata con idrogeno deve essere inizialmente sottoposta a macinazione. È essenziale ottenere un valore d50 leggermente più fine rispetto alla dimensione delle particelle prevista, poiché il valore tende a spostarsi leggermente più grossolano durante i successivi processi di classificazione.

Per ottenere la riduzione più efficace delle impurità con la massima resa, il d90 da raggiungere per i fini dovrebbe essere compreso tra 3 µm e 3,5 µm. Ad esempio, per ottenere un buon prodotto (GG) con un d50 di 3,5 µm, si dovrebbe puntare a un d50 di 3,0 µm nel materiale di alimentazione. Per ottenere la riduzione più efficace delle impurità, il materiale di alimentazione deve contenere un'elevata percentuale di particelle < 1 -2 µm. A tal fine, è necessario eseguire la pre-macinazione a pressioni comprese tra 8 bar(g) e 9 bar(g).

Il grado di rimozione delle impurità nel riciclato dopo il processo di classificazione varia a seconda della resa del materiale grossolano. L'esempio di applicazione riportato nella Fig. 2 illustra questo aspetto: Partendo da una concentrazione di 0,65 wt.% nel materiale di alimentazione, riducendo il contenuto di ossigeno di 0,55 wt.% si otterrebbe una resa di materiale grossolano di circa l'85%.

Il materiale così ottenuto può essere riutilizzato per produrre nuovi magneti permanenti. Il riciclo delle leghe di terre rare e dei magneti permanenti contribuisce quindi a una produzione sostenibile ed efficiente dal punto di vista delle risorse.

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