电机回收再利用—磁钢稀土材料回收
随着新能源快速发展,电机保有量不断提升,电机的再回收利用问题日益凸显。一方面是为了保护环境,另外一方面则是出于成本的压力考虑。
成本分为零件成本和售后索赔成本。目前新能源汽车驱动电机质保时间一般为8年15万公里。对于营运车辆,整车厂会将质保时间延迟至30万公里,甚至是60万公里。随着电机寿命要求的提升,电机零件成本和售后索赔成本都会相应提高。如果电机能实现回收再利用,那么这种成本压力将会大大减少。从目前了解的情况来看,国内个别整车厂已经开始意识到电机回收的重要性,但还处于初步探索阶段,未形成有效规模。
对于目前绝对主流的永磁同步电机而言,磁钢的成本约占整个电机(定子+转子)成本的25%以上。永磁材料可分为金属永磁材料、铁氧体永磁材料、稀土永磁材料。进入21世纪后,稀土永磁材料的产值首次超过铁氧体永磁材料,象征着永磁材料市场未来发展方向。凭借高磁能、高剩余磁感应强度和矫顽力,稀土永磁广泛应用于新能源驱动电机。
从细分品类来看,预计高性能钕铁硼永磁材料和铁氧体永磁材料市场规模未来3年增速或达到8%以上,而铝镍钴材料市场规模预计以-2.5%增速萎缩。
整个环节分为四步:
那么什么是稀土永磁材料呢?
稀土永磁材料是一类以稀土金属元素 RE(Sm、Nd、Pr 等)和过渡族金属元素 TM(Fe、Co 等)所形成的金属间化合物为基础的永磁材料。
1967年美国发明的SmCo5为第一代钐钴稀土永磁材料,1977年日本发明的Sm2Co5为第二代钐钴稀土永磁材料,1983年美国和日本发明的钕铁硼为第三代永磁材料。
在现有稀土永磁材料体系中,钕铁硼是应用范围最广、发展速度最快、综合性能最优的稀土永磁材料,是稀土永磁材料的代表。稀土的价格决定了磁钢的价格。
回到本文的主题,电机回收重要的一环是磁钢的回收,磁钢的回收最要的一环是稀土的回收。最新公布了其最新的稀土回收技术,测试表明:这个过程可以回收98%的电机的稀土。
1. 加热过程需要加入生铁促进加热,同时加入渗碳材料来降低电机材料熔点。整个过程需加热到至少1400 ℃。电机转子无需额外处理,直接放入熔炉中。
加入氧化铁,使熔融混合物中的REE氧化。
3. 加入少量硼酸盐基助焊剂,即使在低温下也能溶解稀土氧化物,并高效回收稀土,添加到熔融混合物中。
据中国稀土行业协会统计,2018年我国生产13.8万吨钕铁硼磁材,占全球总产量87%。虽说我们地大物博,但不可“铺张浪费”,也要懂得“节约之道”,方可制胜于未来。透露的这个信息,对于国内新能源从业者应该是个警钟。
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4. 熔融混合物分为两个液层,其中含有REE的熔融氧化物层(渣)漂浮到顶部,密度较高的铁碳(Fe-C)合金层沉入底部。
最后从渣中回收稀土。
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