Nuovo processo sviluppato da Nissan e Waseda University, che recupera in modo efficiente i composti di terre rare di elevata purezza dai magneti del motore.
Hanno annunciato l’inizio dei test in Giappone del processo di riciclaggio sviluppato congiuntamente e dell’applicazione pratica mirata per la metà del 2020 verso l’obiettivo di emissioni zero.
L’industria automobilistica sta promuovendo l’elettrificazione dei veicoli per affrontare il cambiamento climatico e realizzare una società a emissioni zero. La maggior parte dei motori dei veicoli elettrificati utilizza magneti al neodimio, che contengono metalli rari come il neodimio e il disprosio. Ridurre l’uso di terre rare scarse è importante non solo per l’impatto ambientale dell’estrazione e della raffinazione, ma anche perché lo spostamento dell’equilibrio tra domanda e offerta porta a fluttuazioni dei prezzi sia per i produttori che per i consumatori.
Per utilizzare risorse limitate e preziose in modo più efficace, dal 2010 Nissan ha lavorato fin dalla fase di progettazione per ridurre la quantità1 di elementi pesanti delle terre rare (REE) nei magneti dei motori. Inoltre, Nissan sta riciclando i REE rimuovendo i magneti dai motori che non soddisfano gli standard di produzione e restituendoli ai fornitori. Attualmente, sono coinvolti più passaggi, incluso lo smontaggio e la rimozione manuali. Pertanto, lo sviluppo di un processo più semplice ed economico è importante per ottenere un maggiore riciclaggio in futuro.
Dal 2017, Nissan collabora con la Waseda University, che ha una solida esperienza nella ricerca sul riciclaggio e la fusione di metalli non ferrosi. Nel marzo 2020 la collaborazione ha sviluppato con successo un processo di pirometallurgia che non richiede lo smontaggio del motore.
Panoramica del processo:
- 1 Al motore viene aggiunto un materiale da cementare e ghisa, che viene quindi riscaldato ad almeno 1.400 C e inizia a fondere.
- 2 L’ossido di ferro viene aggiunto per ossidare i REE nella miscela fusa.
- 3 Alla miscela fusa viene aggiunta una piccola quantità di fondente a base di borato, in grado di sciogliere gli ossidi delle terre rare anche a basse temperature e di recuperare in modo altamente efficiente i REE.
- 4 La miscela fusa si separa in due strati liquidi, con lo strato di ossido fuso (scorie) che contiene i REE che galleggiano verso l’alto e lo strato di lega ferro-carbonio (Fe-C) a densità più elevata che affonda verso il basso.
- 5 I REE vengono quindi recuperati dalle scorie.
I test hanno dimostrato che questo processo può recuperare il 98% dei REE dei motori. Questo metodo riduce anche il processo di recupero e il tempo di lavoro di circa il 50% rispetto al metodo attuale perché non è necessario smagnetizzare i magneti, né rimuoverli e smontarli.
In futuro, Waseda e Nissan continueranno i loro test sugli impianti su larga scala con l’obiettivo di sviluppare applicazioni pratiche e Nissan raccoglierà i motori dai veicoli elettrificati che vengono riciclati e continuerà a sviluppare il suo sistema di riciclaggio.
1 La Nissan Note e-POWER prodotta nell’esercizio 2020 utilizza magneti con l’85% in meno di REE pesanti rispetto alla Nissan LEAF prodotta nell’esercizio 2010.
Fonte: Nissan Motor Co.
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