Nissan Motor Co., Ltd. y la Universidad de Waseda anunciaron el inicio de las pruebas en Japón de un proceso de reciclaje desarrollado conjuntamente que recupera de forma eficiente los compuestos de tierras extrañas de alta pureza de los imanes de los motores de los vehículos electrificados. El objetivo de las pruebas es permitir la aplicación práctica del nuevo proceso a mediados de la década de 2020.

La industria del automóvil está promoviendo la electrificación de los vehículos para hacer frente al cambio climático y conseguir una sociedad neutra en carbono. La mayoría de los motores de los vehículos electrificados utilizan imanes de neodimio, que contienen metales escasos de materiales extraños como el neodimio y el disprosio. Reducir el uso de estos materiales escasos es importante no solo por el impacto medioambiental de la minería y el refinado, sino también porque el equilibrio cambiante de la oferta y la demanda provoca fluctuaciones de precios tanto para los fabricantes como para los consumidores.

Para utilizar los limitados y valiosos recursos de forma más eficaz, desde 2010 Nissan ha estado trabajando desde la fase de diseño para reducir la cantidad de elementos pesados de tierras raras (REE, por sus siglas en inglés) en los imanes de los motores.

Además, está reciclando los REE retirando los imanes de los motores que no cumplen los estándares de producción y devolviéndolos a los proveedores. En la actualidad, se realizan varios pasos, incluyendo el desmontaje y la retirada manuales. Por lo tanto, desarrollar un proceso más sencillo y económico es importante para lograr un mayor reciclaje en el futuro.

Desde 2017, Nissan colabora con la Universidad de Waseda, que tiene una sólida trayectoria en la investigación del reciclaje y la fundición de metales no ferrosos. En marzo de 2020, esta colaboración desarrolló con éxito un proceso pirometalúrgico que no requiere el desmontaje del motor.

Resumen del proceso

1. Se añade un material de carburación y arrabio al motor, que se calienta a un mínimo de 1400 ºC y comienza a fundirse.

2. Se añade óxido de hierro a la mezcla fundida para oxidar los REE.

3. A la mezcla fundida se le añade una pequeña cantidad de fundente a base de borato, que es capaz de disolver los óxidos de tierras raras incluso a bajas temperaturas y de recuperar los REE con gran eficacia.

4. La mezcla fundida se separa en dos capas líquidas: la capa de óxido fundido (escoria) que contiene los REE flota en la parte superior y la capa de aleación de hierro y carbono (Fe-C), de mayor densidad, se hunde hasta el fondo.

5. A continuación, los REE se recuperan de la escoria.

Las pruebas han demostrado que este proceso puede recuperar el 98 % de los REE de los motores. Este método también reduce el proceso de recuperación y el tiempo de trabajo en aproximadamente un 50% en comparación con el método actual, ya que no es necesario desmagnetizar los imanes ni desmontarlos.

En el futuro, Waseda y Nissan continuarán sus pruebas a gran escala con el objetivo de desarrollar una aplicación práctica, mientras que la compañía automotriz recogerá los motores de los vehículos electrificados que se reciclen y seguirá desarrollando su sistema de reciclaje.