然而,研究团队也冷静地指出,这仅仅是一次“化学上的成功”,距离具备商业可行性的工业化闭环回收仍有巨大的经济与工程鸿沟。
高温火法结合酸浸:技术路线与核心数据
该研究由Hüseyin Eren Obuz、Chinedu Francis Anochie,以及Daniel Vogt、Olga Fabrichnaya、Bengi Yagmurlu和Alexandros Charitos等人共同主导。他们以电动滑板车上的废弃磁体为原料,开发了一种“一步法”集成工艺:
1. 火法熔炼(造渣):将废弃磁体与氧化钙(CaO)、氧化铝(Al₂O₃)以及氧化铁或氧化铝混合,在1700℃的高温下进行熔炼。这一步骤至关重要,它成功地将超过98% 的稀土元素转移到了约占总量19%的稀土氧化物炉渣相中,同时分离出了富铁金属相。
2. 湿法浸出:随后将炉渣研磨,使用盐酸(HCl)进行浸出。研究证实,盐酸浸出法避免了硫酸浸出时产生的石膏过滤难题,其稀土浸出率高达97%。
3. 草酸沉淀:最后通过草酸沉淀法从溶液中回收稀土,沉淀回收率超过90%。
综合测算,从废弃磁体到最终获得混合稀土化合物的全流程综合回收率达到了约85%。
“烤箱”式的现实检验:看似美好,商业化任重道远
尽管技术路线在实验室中得到了验证,但研究团队在报道中毫不避讳地指出了该工艺面临的多重现实挑战,这被视为该技术走向工业化的“拦路虎”。
· 极高的能耗与资源消耗:1700℃的熔炼温度意味着巨大的能源成本;同时,工艺中消耗了大量的酸和草酸,并且未对钙、铝等伴生副产物的处理给出成本核算。
· 缺乏商业可行性测算:该研究并未包含任何技术经济分析(TEA)或全生命周期评估(LCA),也未测试连续化生产工艺。
· 产品并非“磁体级”:目前得到的只是混合稀土化合物,需要进行极度复杂的进一步分离与提纯,才能真正转化为可用于制造新磁体的高纯稀土金属。
· 设备与规模化考验:高温熔炼对耐火坩埚的损耗极大。当前实验仅是1.35公斤的批次试验,能否在应对多样化的工业废料时保持稳定的产出,仍是未知数。
结语
行业分析人士指出,该研究表明实验室里的“化学回收”逻辑是完全成立的,但“回收了稀土”并不等于“打通了稀土闭环供应链”。在高能耗、高试剂成本以及终端产品纯度要求等多重制约下,这套工艺距离真正实现商业盈利乃至大规模工业化应用,仍有很长的路要走。
研究信息
· 发布期刊:《Journal of Cleaner Production》第575卷,文章编号149197
· 研究机构:德国克劳斯塔尔工业大学(Clausthal University of Technology)
· 主要作者:Hüseyin Eren Obuz、Chinedu Francis Anochie等
· DOI:10.1016/j.jclepro.2026.149197

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