Mecanismos acelerados de disolución de elementos de tierras raras en imanes permanentes con vacantes de oxígeno

Área de la Ciencia:

• Ciencia de materiales
• Ingeniería química
• Química sostenible

Sus antecedentes:

• Las lentas tasas de disolución de los óxidos de imanes dificultan la separación y el reciclaje de elementos de tierras raras (REE).
• Los imanes permanentes, ricos en REE como el neodimio (Nd), plantean desafíos de reciclaje debido a sus formas de óxido estables.
• El desarrollo de métodos eficientes para disolver óxidos de REE es fundamental para la gestión sostenible de los recursos.

Objetivo del estudio:

• Investigar la disolución acelerada de óxidos de hierro (Fe) y neodimio (Nd) de imanes permanentes.
• Explorar el uso combinado de procesamiento mecanoquímico y disolventes eutécticos profundos (DES) para una disolución mejorada.
• Elucidar el papel mecanoquímico de las vacantes de oxígeno en el proceso de disolución y la diferenciación de tasas.

Principales métodos:

• Se combinó el procesamiento mecanoquímico con la extracción utilizando disolventes eutécticos profundos (DES).
• Se analizaron las tasas de disolución de Nd y Fe de los óxidos de imanes permanentes.
• Se emplearon cálculos de la Teoría de Funcionales de Densidad (DFT) para comprender la formación de defectos y los mecanismos de adsorción.

Principales resultados:

• Se logró la disolución acelerada de óxidos de Nd y Fe utilizando procesamiento mecanoquímico y DES.
• Se observó una tasa de disolución significativamente mayor para el Nd en comparación con el Fe.
• Se identificó el papel crucial de las vacantes de oxígeno en la mejora de la disolución y la diferenciación de las tasas de disolución entre los óxidos de Nd y Fe.

Conclusiones:

• La aparición de vacantes de oxígeno es clave para la disolución mejorada y la diferenciación de tasas en sistemas DES.
• El óxido de neodimio (Nd2O3) desarrolla preferentemente vacantes de oxígeno y exhibe una mayor afinidad de adsorción por los componentes de DES en comparación con el óxido de hierro (Fe2O3).
• Este estudio proporciona una comprensión mecanoquímica para la recuperación eficiente de REE de imanes permanentes de desecho utilizando DES.