Riciclo delle terre rare dai magneti: la svolta del mercato #finsubito prestito immediato

IdTechEx stima che nel 2024 saranno riciclate 195 tonnellate di magneti di terre rare con processi a ciclo breve. Man mano che l’uso degli elementi delle terre rare si consoliderà nelle applicazioni dei magneti, i processi a ciclo breve diventeranno strategie di recupero sempre più interessanti, grazie alla loro migliore efficienza energetica e chimica rispetto alle soluzioni a ciclo lungo.

Inoltre, per la società di analisi entro il 2045 sarà possibile recuperare annualmente 1,2 miliardi di dollari di elementi critici delle terre rare da fonti secondarie e che il valore degli elementi delle terre rare recuperabili crescerà a un tasso Cagr del 14,9%.

La crescita del mercato dell’auto elettrica – seppure al momento meno rapida del previsto – è un dato di fatto nel processo di decarbonizzazione del settore automobilistico; per questo cresceranno di conseguenza le richieste di magneti in terre rare.

Ecco allora che, man mano che l’uso degli elementi delle terre rare si consolida, i magneti a fine vita sono destinati a diventare una fonte alternativa di materiali critici delle terre rare rispetto alle fonti minerali primarie.

Questo perché i magneti permanenti contengono elementi critici di neodimio, praseodimio, terbio e disprosio, ampiamente utilizzati nei motori dei veicoli elettrici e nei generatori di energia delle turbine eoliche.

Perché i magneti di terre rare sono importanti

Nel 2025, le applicazioni dei magneti rappresenteranno il 29% della domanda globale di terre rare in termini di peso. I magneti permanenti di terre rare, in particolare quelli al neodimio (NdFeB) e al samario-cobalto, sono utilizzati per interconvertire l’energia elettrica e cinetica.

Per questo motivo, i magneti di terre rare sono comunemente impiegati nei motori dei veicoli elettrici e nei generatori di energia delle turbine eoliche. Altre applicazioni comuni sono gli attuatori degli hard disk, le apparecchiature mediche come gli strumenti per la risonanza magnetica e gli altoparlanti audio.

Gli obiettivi climatici, che dipendono dalla decarbonizzazione dell’energia e della tecnologia dei trasporti, stanno spingendo la domanda di magneti permanenti in terre rare.

I motori a magneti permanenti delle terre rare utilizzati nei veicoli elettrici forniscono in genere la potenza, la densità di coppia e l’efficienza più elevate, con bassi costi di produzione associati, rispetto alle tecnologie motoristiche concorrenti.

Per questo motivo, negli ultimi 9 anni i motori a magneti in terre rare hanno mantenuto oltre il 77% del mercato dei motori per auto elettriche – che per IdTechEx raddoppierà entro il 2035.

Approvvigionamento di terre rare, come influenza il settore dei magneti

L’elevata concentrazione regionale dell’offerta di terre rare e della capacità di raffinazione rappresenta un rischio persistente per il mercato dei magneti, spiega IdTechEx.

La Cina lavora ogni anno oltre il 90% degli elementi delle terre rare a livello globale – nel caso degli elementi delle terre rare pesanti, come il disprosio e il terbio, questa percentuale sfiora il 100%.

La concentrazione regionale dell’offerta si estende anche a valle, dove il 92% della produzione di leghe per magneti a più alto valore aggiunto (peresempio, NdPr e NdFeB) e delle fasi di produzione dei magneti avviene in Cina.

Il prezzo dei principali materiali per magneti è stato volatile negli ultimi anni a causa delle difficoltà di approvvigionamento delle terre rare. Nel 2011, le restrizioni alle esportazioni di terre rare imposte in Cina hanno portato a un aumento di oltre 7 volte del prezzo del neodimio, mentre il prezzo del disprosio è aumentato di circa il 2000%.

Più di recente, nel 2022 i prezzi delle terre rare hanno raggiunto un picco pari a circa 4 volte la media degli 8 anni precedenti. Il potenziale di ulteriore volatilità dei prezzi continua a rappresentare un rischio considerevole per i mercati dei magneti di terre rare a fronte di una domanda in crescita.

L’ultimo divieto di esportazione della Cina sulle tecnologie di estrazione e separazione delle terre rare ha aumentato l’attrazione del mercato per fonti alternative di precursori di magneti.

A settembre di quest’anno, la Nuova Zelanda è stata l’ultima nazione a identificare le terre rare come materiali critici, unendosi a Unione europea, Usa, Regno Unito, Giappone e altri.

L’emergere di elenchi di materiali critici in tutto il mondo sottolinea la crescente domanda di sviluppare la capacità di approvvigionamento e lavorazione dei materiali critici delle terre rare a livello continentale o nazionale.

I processi di recupero di terre rare dai magneti fuori uso

La limitata disponibilità di minerali primari di terre rare in molte regioni fa sì che i magneti a fine vita siano una fonte alternativa fondamentale di elementi critici di terre rare.

I magneti permanenti possono avere un contenuto di terre rare superiore a quello di molte fonti minerali primarie. Per esempio, un magnete NdFeB contiene circa il 33% in peso di terre rare, tra cui fino al 31% di neodimio. Al contrario, i minerali a basso contenuto di terre rare tipicamente estratti contengono circa l’1% in peso.

Gli operatori emergenti stanno adottando diversi approcci per recuperare neodimio, praseodimio, terbio e disprosio dai magneti a fine vita.

I processi di recupero a lungo termine estraggono, separano e recuperano le terre rare critiche dai magneti in ossidi di terre rare isolati. Le tecnologie convenzionali di estrazione con solventi sono state sviluppate da aziende come Ionic Technologies, Carester e Shin-Etsu Chemical, mentre ReElement utilizza un processo di separazione cromatografica per recuperare gli elementi delle terre rare dai magneti con un uso ridotto di solventi.

Un vantaggio del recupero delle terre rare a lungo termine è che i processi possono essere integrati con materie prime minerali primarie, se necessario. Inoltre, la possibilità di vendere ossidi di terre rare isolati in una varietà di mercati applicativi (oltre ai magneti) aiuta a sostenere i modelli di business nelle fasi iniziali, mentre i flussi di riciclaggio dei magneti si consolidano.

Invece, il recupero a ciclo breve trasforma direttamente i magneti di terre rare in materiale magnetico riciclato puro. Noveon Magnetics utilizza la metallurgia delle polveri, un processo di sinterizzazione ad alta temperatura, per riciclare i magneti a fine vita in nuovi magneti che mantengono l’84% della loro forza magnetica originale.

In alternativa, HyProMag impiega un processo di decrepitazione con idrogeno (reazione con idrogeno gassoso) per estrarre la lega NdFeB pura dai magneti di terre rare a fine vita.

La spinta alla decarbonizzazione e, quindi, la produzione energetica pulita e una mobilità green porteranno l’interesse verso gli elementi critici a livelli sempre più alti. Da qui, per ridurre i rischi di approvvigionamento e le dipendenze geopolitiche, cresce l’interesse verso il mercato delle tecnologie di recupero dei materiali critici.

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