Riciclo delle terre rare, la ricerca europea punta sui magneti esausti

Le terre rare sono risorse strategiche per motori elettrici, generatori eolici e dispositivi elettronici, ma la loro disponibilità dipende da una filiera internazionale concentrata. Il neodimio, in particolare, è essenziale per produrre magneti permanenti ad alte prestazioni e sostiene tecnologie centrali per la transizione energetica.

Il progetto europeo NEO-CYCLE, che coinvolge il Fraunhofer IKTS, la TU Bergakademie Freiberg e altri partner, punta a recuperare neodimio, boro e ferro dai magneti esausti, riducendo sprechi e dipendenza dalle importazioni.

Perché recuperare le terre rare è prioritario

I magneti al neodimio-ferro-boro, identificati con la sigla NdFeB, sono tra i magneti permanenti più potenti disponibili. La loro forza magnetica li rende adatti a numerose applicazioni. Si trovano nei motori di molte auto elettriche, nei generatori delle turbine eoliche e in prodotti come altoparlanti, smartphone e dischi rigidi.

La domanda mondiale di magneti permanenti continua a crescere. Le stime citate dai ricercatori indicano un possibile aumento annuo fino all'8,3%. Intanto, circa il 90% del neodimio utilizzato in Germania viene importato dalla Cina. Questa concentrazione espone l'industria europea a rischi di approvvigionamento.

Il riciclo potrebbe diversificare le fonti, ma il neodimio deve raggiungere una purezza elevata per essere riutilizzato. I magneti esausti richiedono trattamenti selettivi e molti vengono ancora spediti in Cina per la lavorazione.

NEO-CYCLE parte dai dischi rigidi

La ricerca si concentra soprattutto sugli hard disk drive, i dischi rigidi presenti nei computer e nei portatili dismessi. Contengono magneti al neodimio che il progetto intende separare e trasformare in materie prime secondarie.

Sandra Pavón, responsabile del gruppo Hydrometallurgical Recycling and Raw Materials Chemistry del Fraunhofer IKTS, spiega che l'obiettivo è recuperare le terre rare dai rifiuti elettronici e destinarle a prodotti ad alto valore aggiunto. Tra gli impieghi indicati figurano fertilizzanti verdi e prodotti per l'industria farmaceutica. Sono previste applicazioni anche nella chimica e nell'idrogeno.

Due tecnologie per separare i materiali

I ricercatori confrontano due tecnologie: clorurazione allo stato solido e trattamenti elettrochimici. La prima viene sviluppata con la TU Bergakademie Freiberg. Al materiale ricavato dai magneti viene aggiunto cloruro di ammonio, anziché il tradizionale acido cloridrico, prima di applicare un trattamento termico.

La reazione trasforma la miscela di neodimio, ferro e boro in cloruri metallici e in una soluzione di ammoniaca ad alta purezza. Già brevettato e usato per le lampade fluorescenti, il procedimento viene ora testato sui magneti. Secondo il Fraunhofer, il metodo consente un'estrazione quasi completa dei metalli con un consumo contenuto di sostanze chimiche.

La seconda tecnologia utilizza una cella elettrochimica. I magneti vengono ridotti in polvere e inseriti in un sistema nel quale un elettrolita, come l'acido solforico diluito, favorisce le reazioni di separazione. In questa fase si recupera una soluzione contenente boro, che può essere concentrata e destinata all'industria chimica e farmaceutica.

Dai materiali recuperati alle applicazioni industriali

Il Fraunhofer IKTS applica processi idrometallurgici selettivi per recuperare neodimio e ferro e ottenere sali metallici puri, da verificare nelle successive applicazioni industriali.

Il piano non riguarda soltanto la produzione di nuove materie prime per i magneti. I materiali separati potrebbero servire l'industria chimica e farmaceutica, la produzione di fertilizzanti e la filiera dell'idrogeno. Recuperare più elementi dallo stesso rifiuto riduce gli scarti e aumenta il valore del processo.

Il lavoro assume particolare interesse anche per il settore automobilistico. L'elettrificazione aumenta il numero di componenti che dipendono da materiali critici e rende più importante organizzare il recupero già nella fase di progettazione. Disporre di processi affidabili per separare i magneti potrebbe aiutare produttori e riciclatori a creare una catena di fornitura più trasparente, con materiali tracciabili e un minore ricorso a risorse vergini.

Quattro anni di ricerca verso un impianto pilota

NEO-CYCLE è finanziato dall'Unione europea attraverso il programma Horizon Europe e durerà quattro anni. È previsto un impianto pilota per verificare le tecnologie su quantità maggiori.

La fase industriale dovrà dimostrare qualità costante, costi competitivi e impatto ambientale contenuto. Solo allora il riciclo potrà diventare una soluzione concreta per le imprese, oltre che un risultato promettente della ricerca.

Se il progetto raggiungerà gli obiettivi, l'Europa potrà recuperare parte delle materie prime oggi disperse nei rifiuti elettronici e rafforzare la sicurezza degli approvvigionamenti. Non eliminerà la necessità di importare, ma potrà costruire una filiera più autonoma e circolare. Per la mobilità elettrica e le energie rinnovabili, valorizzare magneti e materiali recuperati potrebbe diventare un vantaggio economico e strategico.

Secondo voi, il riciclo dei magneti esausti potrà rendere l'Europa meno dipendente dalla Cina per le terre rare?