Il recupero di terre rare

05/07/2016

Nel settembre 2014 l’Ente americano NCPA (National Center for Policy Analysis) ha pubblicato un rapporto in cui si sottolineano le possibili conseguenze del monopolio cinese sulla produzione dei metalli del gruppo delle terre rare. Il rapporto (dal titolo “Critical Minerals: Earths and U.S. Economy”) inizia affermando come le terre rare (sebbene poco conosciute al grande pubblico) siano probabilmente i più importanti minerali al mondo: come esempio viene citato il neodimio, impiegato per produrre magneti permanenti utilizzati in quasi tutti i moderni veicoli, nelle imbarcazioni, nelle turbine eoliche e altre attrezzature di alta tecnologia (computer, telefoni cellulari e laser). Il rapporto sottolinea, infine, che “la dipendenza dalla Cina per l’approvvigionamento di queste indispensabili materie prime pone l’economia americana in pericolo”.
La carenza di terre rare non è solo un problema americano: Giappone e Corea (in cui si trovano numerose compagnie automobilistiche e di computer), ma anche l’Europa, hanno le stesse preoccupazioni. In particolare, l’industria automobilistica è sempre più orientata verso la produzione di veicoli ad elevata efficienza energetica, basati sull’impiego di componenti ultraleggeri e motori ibridi, per i quali le terre rare sono indispensabili.
Un altro rapporto, pubblicato di recente dall’Istituto tedesco Oeko, ha dichiarato che nel 2012 le imprese europee hanno costruito 2 mln di motori elettrici per usi industriali, dotati di magneti permanenti costituiti al 30 percento da terre rare. Infatti, circa il 20 percento della produzione totale di terre rare viene attualmente impiegata per la produzione di magneti ad alta efficienza, particolarmente impiegati nei motori elettrici; l’impiego di questi motori è in rapida espansione nella produzione di autoveicoli, turbine eoliche e generatori per uso industriale. L’elemento comune a quasi tutte queste applicazioni è la presenza di magneti al neodimio-ferro-boro, costituiti da una lega di neodimio, ferro, boro e disprosio.
Dato che si prevede una crescita nella domanda di questi elementi, il rapporto dimostra l’esistenza di un urgente bisogno di creare un “approccio circolare” al ciclo di vita dei magneti a base di terre rare. Ad oggi, infatti, il riciclaggio e la raccolta delle terre rare dai motori elettrici a magneti permanenti giunti a fine vita è insufficiente: molto spesso, questi magneti finiscono per essere ammucchiati tra i rottami di acciaio o rame, o addirittura scaricati tra i rifiuti domestici; basti pensare che nella sola Germania le industrie disperdono da 35 a 40 ton/anno di magneti al neodimio-ferro-boro.
Occorre quindi trovare una soluzione tecnica per il riciclaggio delle terre rare; a tale proposito, nel 2011 è stato varato il progetto MORE (MOtor REcycling), condotto da un consorzio di otto membri tra industrie e centri di ricerca, e guidato dalla tedesca Siemens, allo scopo di sviluppare soluzioni per il riciclo di motori elettrici, ed in particolare dei magneti permanenti. Il consorzio ha esaminato i vari aspetti tecnici correlati al recupero delle terre rare (separazione dei componenti, controllo della qualità del materiale ottenuto e diversi impieghi finali dei minerali recuperati). Il progetto si è chiuso a fine 2014, concludendo che è tecnicamente possibile sia il riutilizzo diretto dei vecchi magneti nella produzione di nuovi motori elettrici, che lo sviluppo di un processo di attacco chimico dei magneti provenienti dei motori usati, in modo da ottenere ossidi di neodimio e disprosio ad alta purezza, utilizzabili direttamente da varie industrie. Uno dei vantaggi del recupero delle terre rare dai vecchi motori è che si evitano i costosi processi di separazione chimica altrimenti necessari per estrarre le terre rare dai minerali: infatti, con il riciclaggio dei magneti si ottiene un materiale contenente circa il 30 percento di terre rare allo stato puro.

Rompere il circolo vizioso

Al momento non esistono imprese specializzate nella separazione e recupero dei magneti a base di terre rare, in quanto mancano impianti di trattamento e riciclaggio a cui rivenderli; d’altro canto, un impianto del genere richiederebbe, per lavorare in condizioni di efficienza economica, un approvvigionamento di almeno 100 ton di materiale all’anno. In altre parole, non c'è raccolta perchè non ci sono impianti, e non si costruiscono impianti perchè manca un circuito di raccolta adeguato; anche se alcuni riciclatori di apparecchi elettronici stanno accumulando magneti, aspettando che si presentino sul mercato operatori interessati al recupero delle terre rare.
Una soluzione a questa situazione di impasse sarebbe la realizzazione di un impianto che potrebbe essere inizialmente alimentato con i rifiuti provenienti dalle industrie produttrici di magneti. Infatti, in Europa esistono diverse imprese produttrici di magneti, che attualmente spediscono i residui di produzione in Cina; questo materiale potrebbe essere invece impiegato per alimentare il primo impianto europeo per il riciclaggio delle terre rare. Ciò potrebbe dare la spinta per la creazione di un sistema di raccolta dei magneti giunti a fine vita, privilegiando nella fase iniziale quelli di dimensioni medio-grandi (cioè di peso uguale o superiore a 50 g), come quelli presenti nelle biciclette elettriche, nelle pompe idrauliche e nelle lavatrici, fino ai magneti presenti nelle auto ibride (che pesano circa 1 kg).
Infine, per creare un sistema di recupero delle terre rare veramente efficiente, le imprese produttrici devono fornire ai riciclatori una serie di informazioni sulla composizione dei singoli magneti (ad esempio se si tratta di un magnete al neodimio-ferro-boro, o uno al samario-cobalto, o ancora di un magnete alla ferrite). Occorrerà poi mettere a punto delle tecniche di smantellamento dei motori che consentano di separare le terre rare, impedendo che esse si mescolino a altri rifiuti metallici (ferro, acciaio, ecc.); infatti, se un motore contiene un magnete di peso superiore a 50 g, diventa economicamente conveniente effettuare lo smantellamento per separare il magnete dal resto del motore, invece di triturare il tutto in modo indiscriminato.

 

Aziende in Evidenza