🧑‍🏫 Ученые создали сорбенты нового поколения для извлечения редкоземельных металлов

В мире стремительно растет спрос на редкоземельные элементы (РЗЭ) — они критически важны для электроники, постоянных магнитов и катализаторов. Особый интерес представляет переработка отходов, например, отработавших магнитов из сплава NdFeB (неодим-железо-бор), где содержание РЗЭ достигает 31–32 мас. %.

Исследователи НЦМУ «Центр рационального использования редкометалльного сырья» (ИФХЭ РАН) совместно с коллегами из ФИЦ ПХФ и МХ РАН синтезировали четыре сорбента импрегнированного типа (SIR 1–4). Это пористые смолы, пропитанные экстрагентом ТОДГА, который «узнает» и захватывает ионы РЗЭ. Концентрация экстрагента — от 20 до 45 мас. %, при этом лучшие показатели дает состав SIR 3.

✍ В чем инновация?

Раньше для извлечения РЗЭ из кислотных растворов использовали агрессивные реагенты, что создавало экологические риски и усложняло контроль процесса. Авторы предложили работать в нейтральной среде (pH ~ 6,5–7) с использованием раствора нитрата аммония вместо азотной кислоты.

📌 Что это дает на практике?

✅ Чистое разделение — сорбент избирательно связывает РЗЭ, оставляя железо в растворе. Затем ионы неодима, празеодима и диспрозия можно последовательно «отмыть» и получить в индивидуальном виде.
✅ Скорость — массоперенос идет быстро, что критично для промышленных масштабов (не нужно ждать часами).
✅ Простота и безопасность — отпадает необходимость в дорогих кислотостойких оборудованиях и сложной утилизации отходов. Элюаты легко анализировать, а осаждение металлов требует меньше реактивов.
✅ Воспроизводимость — характеристики сорбента стабильны, все параметры процесса четко контролируются, что позволяет автоматизировать производство.

✨ Цифры эффективности

Для сорбента SIR 3 коэффициент распределения Nd(III) достигает 272 мл/г, а сорбционная емкость — 35,6 мг неодима на 1 г сорбента. При этом в присутствии солей аммония эффективность только растет.

Разработка уже готова к внедрению в замкнутый цикл переработки электронных отходов — от магнитов до чистых редкоземельных концентратов.

👻МАХ | 💙ВК | 📝ДЗЕН