Avanços em Superligas de Terras Raras para Ligas de Titânio e Recuperação Eficiente de Sucata de NdFeB

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Recentemente, a equipe de pesquisa liderada pelo Professor Zhao Baoyu, Cientista Chefe da Plataforma de Inovação em Tecnologia de Ligas de Terras Raras e Aplicações do Centro Nacional de Inovação em Materiais Funcionais de Terras Raras, alcançou dois grandes avanços tecnológicos: a preparação de ligas mestras de terras raras para ligas de titânio e a recuperação simultânea eficiente de elementos valiosos de sucata de NdFeB (neodímio-ferro-boro) de múltiplas fontes. Espera-se que essas conquistas tecnológicas chave promovam a utilização eficiente de recursos de terras raras, facilitem a reciclagem secundária de terras raras e otimizem e atualizem as cadeias industriais relacionadas.

Terras raras podem melhorar a resistência e o alongamento de ligas de titânio, aprimorando seu desempenho de aplicação. No entanto, durante o processo de preparação, a uniformidade e a taxa de recuperação de terras raras em ligas de titânio são difíceis de controlar. Problemas como altos custos de matéria-prima, baixa estabilidade do processo e segregação severa de elementos têm dificultado a produção prática e a aplicação de ligas de titânio com terras raras.

A equipe do Professor Zhao Baoyu desenvolveu de forma inovadora uma tecnologia de preparação controlável de reação aluminotérmica externamente acoplada. Ao superar o gargalo técnico das ligas mestras convencionais V-Al preparadas por reação aluminotérmica autopropagante (taxa de rendimento abaixo de 70%), a equipe desenvolveu com sucesso uma série de ligas mestras multicomponentes: V-Al-(RE), V-Al-Mo-(RE) e V-Al-Ti-(RE). A taxa de rendimento dessas ligas mestras aumentou para mais de 90%. Esta tecnologia resolve efetivamente os problemas de alto custo de ligas mestras e titânio esponjoso (representando 22% dos custos de matéria-prima) e distribuição desigual de elementos de terras raras que exigem múltiplas etapas de fusão. Como resultado, o custo abrangente da matéria-prima para ligas de titânio é reduzido em mais de 12%, abrindo caminho para a produção em larga escala de ligas de titânio com terras raras e aumentando significativamente o valor da utilização de recursos de terras raras.

O processo de recuperação existente para sucata de NdFeB utiliza principalmente um processo de ustulação por oxidação – dissolução preferencial com ácido clorídrico, que se concentra na recuperação de terras raras. O resíduo de lixiviação ácida requer tratamento adicional para recuperar terras raras residuais, ferro, cobalto, cobre e outros elementos valiosos. Isso leva a um fluxo de processo longo, altos custos de proteção ambiental e baixos benefícios econômicos.

Com base nas diferenças nas propriedades físico-químicas de vários componentes na sucata de NdFeB sob condições controladas de alta temperatura, este projeto desenvolveu uma tecnologia de reconstrução de fase em alta temperatura e enriquecimento direcional de elementos valiosos a partir de sucata de NdFeB de múltiplas fontes. Esta tecnologia alcança a recuperação simultânea e eficiente de terras raras, bem como ferro, cobalto, cobre e outros elementos valiosos. As taxas de recuperação de terras raras, ferro, cobalto e cobre excedem 98%, e o resíduo de resíduos é reduzido em mais de 90% na origem.

Os avanços "de 0 a 1" representam inovações originais, enquanto a transferência e aplicação de tecnologia representam a evolução "de 1 a infinito". Daqui para frente, o Centro Nacional de Inovação em Materiais Funcionais de Terras Raras continuará a ser guiado pela inovação tecnológica, fortalecerá a pesquisa em tecnologia central, abordará a escassez de aplicações de engenharia de tecnologia comum chave no campo central de materiais funcionais de terras raras e desempenhará um papel importante na ponte "última milha" da transferência de tecnologia e transformação de conquistas. O centro desenvolverá vigorosamente novas forças produtivas de terras raras, capacitando o desenvolvimento de alta qualidade da indústria de terras raras.

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