• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Recycling of end-of-life neodymium magnet based on liquid-alloy deposition trough electrorefining of molten salt

Research Project

Project/Area Number 20K15069
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 26060:Metals production and resources production-related
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

LU XIN  東北大学, 工学研究科, 助教 (00781452)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywordsレアアース / リサイクル / 溶融塩電解 / ネオジム磁石 / 資源保全 / 電気化学 / ネオジム / 磁石 / 溶融塩 / 電解 / 共析 / 液体合金 / ネオジウム磁石 / 電析 / 廃ネオジム磁石 / 母合金
Outline of Research at the Start

現在、膨大な数のモーターが電気自動車などの様々な工業製品に使用されている。その性能を左右するのがネオジム(Nd)磁石であるが、Ndの安定かつ持続的な供給が懸念されている。Ndの潜在的な供給危機への重要な対策として廃Nd磁石からNdの回収が注目されている。本研究では、低環境負荷の塩化物電解を用い、アノードで廃Nd磁石スクラップからNdのみの選択的溶解抽出を行い、さらにNdの回収を行うにカソード側で所定量のFe(II)イオンを供給することにより後続処理なしにそのまま磁石原料として使用可能となる液相のネオジム-鉄(Nd-Fe)合金を析出させ、効率的なNdの回収を目指す。

Outline of Final Research Achievements

The effects of various electrochemical factors were investigated to recover Nd from waste neodymium (Nd) magnets as an Nd-Fe alloy using a chloride-based molten salt electrolytic bath. In the LiCl bath at 1073K, the dissolution potential of Nd in the waste Nd magnet is -2.9V (chlorine reference potential), which is much more negative than the other main components so that Nd was preferentially dissolved and separated in the bath during electrolysis. It was clarified that the reduction reaction of Nd ions (Nd(III)) is a two-step reaction in the chloride system, but it tends to become a one-step reaction by the addition of fluoride ions. Furthermore, Nd can be recovered as Nd-Fe alloy by controlling the initial concentration of iron ions in the electrolytic bath and the supply rate.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ネオジム(Nd)磁石は電気自動車などの各種工業製品に必要であるが、現在Ndの安定かつ持続的な供給が懸念されている。Ndの潜在的な供給危機への対策として、本研究では、低温操業・低環境負荷の塩化物浴を用い、微小電圧での廃Nd磁石の溶融塩電解回収法による新規Nd回収プロセス開発を行った。本研究により、(1)電解浴中のNdイオンの電気化学挙動を解明し、(2)溶融塩におけるレアアースイオンの電位化学挙動に及ぼすカチオンの影響の知見を得た。開発したプロセスは廃Nd磁石中のNdをNd-Fe合金として回収するため、安価で低環境負荷のNd回収が可能となり、産業にとって大きな貢献となる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] A solid-state electrolysis process for upcycling aluminium scrap2022

    • Author(s)
      Lu Xin、Zhang Zhengyang、Hiraki Takehito、Takeda Osamu、Zhu Hongmin、Matsubae Kazuyo、Nagasaka Tetsuya
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 2022 Issue: 7914 Pages: 1-5

    • DOI

      10.1038/s41586-022-04748-4

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Recycling Aluminum Casting Alloy Scrap Using Molten Salt Electrolysis2022

    • Author(s)
      Lu Xin、Watanabe Kyosuke、Takeda Osamu、Zhu Hongmin
    • Journal Title

      Light Metals 2022

      Volume: 2022 Pages: 1046-1050

    • DOI

      10.1007/978-3-030-92529-1_136

    • ISBN
      9783030925284, 9783030925291
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Recycling Aluminum Casting Alloy Scrap Using Molten Salt Electrolysis2022

    • Author(s)
      Xin Lu, Kyosuke Watanabe, Osamu Takeda, Hongmin Zhu
    • Organizer
      TMS2022 Annual Meeting & Exhibition
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] YOClのカーボクロリネーションによるYCl3の合成2021

    • Author(s)
      竹田修、星政義、Lu Xin;、朱鴻民
    • Organizer
      資源・素材2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Fe2+の連続的な供給による廃Nd磁石からNd-Fe母合金への溶融塩電解回収2020

    • Author(s)
      Lu Xin,竹田修,朱鴻民
    • Organizer
      一般社団法人資源・素材学会:資源・素材2020
    • Related Report
      2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi