Avances en aleaciones maestras de tierras raras para aleaciones de titanio y recuperación eficiente de chatarra de NdFeB

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Recientemente, el equipo de investigación dirigido por el profesor Zhao Baoyu, Científico Jefe de la Plataforma de Innovación Tecnológica de Materiales y Aplicaciones de Aleaciones de Tierras Raras en el Centro Nacional de Innovación de Materiales Funcionales de Tierras Raras, ha logrado dos importantes avances tecnológicos: la preparación de superaleaciones de tierras raras para aleaciones de titanio y la recuperación simultánea y eficiente de elementos valiosos de desechos de NdFeB (neodimio-hierro-boro) de múltiples fuentes. Se espera que estos logros tecnológicos clave promuevan la utilización eficiente de los recursos de tierras raras, faciliten el reciclaje secundario de tierras raras y optimicen y mejoren las cadenas industriales relacionadas.

Las tierras raras pueden mejorar la resistencia y el alargamiento de las aleaciones de titanio, mejorando su rendimiento de aplicación. Sin embargo, durante el proceso de preparación, la uniformidad y la tasa de recuperación de las tierras raras en las aleaciones de titanio son difíciles de controlar. Problemas como los altos costos de las materias primas, la pobre estabilidad del proceso y la severa segregación de elementos han obstaculizado la producción y aplicación práctica de las aleaciones de titanio con tierras raras.

El equipo del profesor Zhao Baoyu desarrolló de manera innovadora una tecnología de preparación controlable de reacción aluminotérmica acoplada externamente. Al superar el cuello de botella técnico de las superaleaciones convencionales de V-Al preparadas por reacción aluminotérmica de autopropagación (tasa de rendimiento inferior al 70%), el equipo desarrolló con éxito una serie de superaleaciones multicomponente: V-Al-(RE), V-Al-Mo-(RE) y V-Al-Ti-(RE). La tasa de rendimiento de estas superaleaciones se ha incrementado a más del 90%. Esta tecnología resuelve eficazmente los problemas del alto costo de las superaleaciones y el titanio esponjoso (que representa el 22% de los costos de las materias primas) y la distribución desigual de los elementos de tierras raras que requieren múltiples pasos de fusión. Como resultado, el costo integral de las materias primas para aleaciones de titanio se reduce en más del 12%, allanando el camino para la producción a gran escala de aleaciones de titanio con tierras raras y mejorando significativamente el valor de la utilización de los recursos de tierras raras.

El proceso de recuperación existente para desechos de NdFeB utiliza principalmente un proceso de tostación por oxidación y disolución preferencial con ácido clorhídrico, que se enfoca en la recuperación de tierras raras. El residuo de lixiviación ácida requiere un tratamiento adicional para recuperar tierras raras residuales, hierro, cobalto, cobre y otros elementos valiosos. Esto conduce a un flujo de proceso largo, altos costos de protección ambiental y bajos beneficios económicos.

Basándose en las diferencias en las propiedades fisicoquímicas de varios componentes en los desechos de NdFeB bajo condiciones controladas de alta temperatura, este proyecto ha desarrollado una tecnología de reconstrucción de fase a alta temperatura y enriquecimiento direccional de elementos valiosos a partir de desechos de NdFeB de múltiples fuentes. Esta tecnología logra la recuperación simultánea y eficiente de tierras raras, así como de hierro, cobalto, cobre y otros elementos valiosos. Las tasas de recuperación de tierras raras, hierro, cobalto y cobre superan el 98%, y el residuo de desecho se reduce en más del 90% en la fuente.

Los avances "de 0 a 1" representan innovaciones originales, mientras que la transferencia y aplicación de tecnología representan la evolución "de 1 a infinito". En el futuro, el Centro Nacional de Innovación de Materiales Funcionales de Tierras Raras continuará guiándose por la innovación tecnológica, fortalecerá la investigación de tecnologías centrales, abordará la escasez de aplicaciones de ingeniería de tecnologías comunes clave en el campo central de los materiales funcionales de tierras raras y desempeñará un papel importante en la conexión de la "última milla" de la transferencia de tecnología y la transformación de logros. El centro desarrollará vigorosamente nuevas fuerzas productivas de tierras raras, impulsando el desarrollo de alta calidad de la industria de tierras raras.

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