Study and optimization of a recycling process for sintered ND-FE-B magnets at the end of their useful life.

Resumen

En la actualidad, la escasez de tierras raras es un problema de gran importancia debido al papel indispensable de los imanes permanentes de Nd-Fe-B en numerosas aplicaciones tecnológicas. La dependencia internacional en el suministro de tierras raras, así como los costosos procesos de fabricación involucrados en la producción de estos imanes, plantean en la actualidad un desafío tanto ambiental como económico. A medida que crece la demanda de imanes permanentes de tierras raras, la preocupación sobre la escasez de recursos, el consumo de energía y la acumulación de desechos aumenta. Desarrollar nuevas rutas de reciclaje para imanes permanentes de Nd-Fe-B es crucial para abordar estos desafíos de la actualidad. Establecer métodos eficientes para recuperar y reutilizar imanes que contienen tierras raras de dispositivos descartados y obsoletos podría reducir significativamente la necesidad de extraer nuevos recursos, ayudando a mitigar el impacto ambiental asociado con la extracción y procesamiento de estos. Por esta razón, el problema de los imanes permanentes de tierras raras subraya la necesidad de encontrar formas alternativas y sostenibles de producir, utilizar y recuperar estos materiales tan cruciales. El desarrollo de nuevas rutas de reciclaje es un paso clave para abordar los desafíos planteados por la escasez de recursos, los problemas ambientales y las fluctuaciones económicas, lo que en última instancia contribuye a un futuro más sostenible y crea nuevas oportunidades de negocio en el sector de la tecnología verde. Esta tesis tiene como objetivo estudiar nuevas rutas de reciclaje de imanes de tierras raras, basadas en el uso de la técnica de producción con atomización con gas para fundir imanes desechados y obtener polvos reciclados de Nd-Fe-B. Este polvo puede utilizarse para fabricar de nuevo un imán. La atomización con gas es una técnica de producción muy interesante con numerosas ventajas, incluyendo una alta productividad y un menor coste de producción en comparación con otras técnicas. La limitación de los polvos atomizados con gas son sus bajas propiedades magnéticas. Por esta razón, se analizarán diferentes alternativas de tratamientos térmicos y reacciones en atmósfera de hidrógeno cómo la decrepitación en hidrógeno (HD) y el proceso de hidrogenación-desproporción-desorción-recombinación (HDDR) para mejorar sus propiedades magnéticas. Además, se analizará el efecto de algunos aleantes comúnmente usados en los imanes de Nd-Fe-B, tales como el Nb y el Ga. La motivación final es mejorar sus propiedades magnéticas, convirtiéndolos en un material útil para la fabricación de imanes ligados isótropos o anisótropos.