티타늄 합금용 희토류 마스터 합금의 혁신과 NdFeB 스크랩의 효율적인 회수

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최근 국립 희토류 기능성 소재 혁신 센터 희토류 합금 소재 및 응용 기술 혁신 플랫폼의 수석 과학자인 자오바오위 교수가 이끄는 연구팀이 티타늄 합금용 희토류 마스터 합금 제조와 다중 소스 NdFeB(네오디뮴-철-붕소) 스크랩에서 귀금속 원소를 효율적으로 동시 회수하는 두 가지 주요 기술 돌파구를 달성했습니다. 이러한 핵심 기술 성과는 희토류 자원의 효율적인 활용을 촉진하고, 희토류의 2차 재활용을 촉진하며, 관련 산업 체인을 최적화 및 업그레이드할 것으로 기대됩니다.

희토류는 티타늄 합금의 강도와 연신율을 향상시켜 응용 성능을 향상시킬 수 있습니다. 그러나 제조 과정에서 티타늄 합금 내 희토류의 균일성과 회수율을 제어하기 어렵습니다. 높은 원자재 비용, 낮은 공정 안정성, 심각한 원소 편석과 같은 문제는 희토류 티타늄 합금의 실제 생산 및 응용을 방해해 왔습니다.

자오바오위 교수 팀은 외부 결합 알루미늄 열 반응 제어 제조 기술을 혁신적으로 개발했습니다. 자체 전파 알루미늄 열 반응으로 제조된 기존 V-Al 마스터 합금의 기술적 병목 현상(수율 70% 미만)을 극복하고, V-Al-(RE), V-Al-Mo-(RE), V-Al-Ti-(RE) 등 다성분 마스터 합금 시리즈를 성공적으로 개발했습니다. 이 마스터 합금의 수율은 90% 이상으로 증가했습니다. 이 기술은 마스터 합금 및 스펀지 티타늄(원자재 비용의 22% 차지)의 높은 비용과 여러 번의 용융 단계를 필요로 하는 희토류 원소의 불균일한 분포 문제를 효과적으로 해결합니다. 결과적으로 티타늄 합금의 종합 원자재 비용이 12% 이상 절감되어 희토류 티타늄 합금의 대규모 생산을 위한 길을 열고 희토류 자원 활용의 가치를 크게 향상시킵니다.

기존 NdFeB 스크랩 회수 공정은 주로 산화 로스팅-염산 우선 용해 공정을 사용하며, 희토류 회수에 중점을 둡니다. 산 침출 잔류물은 잔류 희토류, 철, 코발트, 구리 및 기타 귀금속 원소를 회수하기 위해 추가 처리가 필요합니다. 이는 긴 공정 흐름, 높은 환경 보호 비용 및 낮은 경제적 이익으로 이어집니다.

본 프로젝트는 고온 제어 조건 하에서 NdFeB 스크랩의 다양한 성분의 물리화학적 특성 차이를 기반으로 다중 소스 NdFeB 스크랩에서 귀금속 원소의 고온 상 재구성 및 방향성 농축 기술을 개발했습니다. 이 기술은 희토류뿐만 아니라 철, 코발트, 구리 및 기타 귀금속 원소의 동시적이고 효율적인 회수를 달성합니다. 희토류, 철, 코발트 및 구리의 회수율은 모두 98%를 초과하며, 폐기물 잔류물은 원천적으로 90% 이상 감소합니다.

"0에서 1"까지의 돌파구는 독창적인 혁신을 나타내며, 기술 이전 및 응용은 "1에서 무한대"까지의 진화를 나타냅니다. 앞으로 국립 희토류 기능성 소재 혁신 센터는 기술 혁신을 계속 안내하고 핵심 기술 연구를 강화하며, 희토류 기능성 소재 핵심 분야에서 핵심 공통 기술 엔지니어링 응용의 부족을 해결하고, 기술 이전 및 성과 변환의 "마지막 마일"을 연결하는 데 중요한 역할을 할 것입니다. 센터는 새로운 희토류 생산력을 적극적으로 개발하여 희토류 산업의 고품질 발전을 지원할 것입니다.

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