Il rapporto descrive le attività svolte, durante il periodo di riferimento, sul recupero degli elementi delle Terre Rare (REE) presenti nei rifiuti da apparecchiature elettriche ed elettroniche (RAEE). L’attività ha avuto come obiettivo la valutazione della effettiva fattibilità tecnica del recupero di tali metalli pregiati e la applicabilità della tecnica su scala industriale. Nell’ambito del PAR 2012 è stata condotta un’attività preliminare di osservatorio, basata su informazioni di letteratura e su incontri con soggetti coinvolti in tale problematica, al fine di stabilire l’attuale situazione relativa sia al mercato di questi elementi pregiati (domanda/offerta, criticità, prezzi, ecc.) sia al loro recupero (tecnologie di trattamento, metodologie di estrazione, ecc.). Sulla base di quanto emerso è stata fatta una classificazione dei REE il cui approvvigionamento è ritenuto maggiormente a rischio, in cui elementi come Neodimio e Disprosio risultano ai primi posti; sono stati quindi definiti alcuni componenti RAEE comunemente utilizzati nella elettronica, ricchi di questi metalli, che sono stati oggetto di una prima serie di attività sperimentali di laboratorio, durante il PAR 2013.
Questa prima serie di prove ha portato alla determinazione di una prima metodica di separazione del Neodimio (e se presenti Disprosio e Praseodimio) sotto forma di sale fluorurato. Tale metodica prevede una fase di pretrattamento dei campioni che vengono smagnetizzati e triturati, successivamente vi è lafase di lisciviazione in ambiente acido, alla quale segue la precipitazione selettiva delle terre rare sotto forma di sali fluorurati o solfati, mentre le principali impurezze (Fe, B etc.) restano in soluzione.
Nel Par 2014 sono stati eseguiti degli studi atti ad ottimizzare il processo di estrazione, separazione e purificazione di questi REE, nell’ottica di ottenere un prodotto di elevata purezza e resa e di una applicazione su più ampia scala. I parametri ottimizzati hanno interessato le fasi del processo della lisciviazione, della precipitazione e della separazione-purificazione; in particolare sono stati principalmente valutati:
• Il volume, la concentrazione dell’acido e il tempo di lisciviazione
• La stechiometria della reazione di precipitazione e il tempo di reazione
• Metodi di filtrazione e separazione del solido, lavaggi del prodotto, tecniche di ricristallizzazione al microonde e metodiche di anidrificazione
I vari passi di ottimizzazione del metodo sono stati valutati analizzando le soluzioni con spettroscopia ICP-OES e i solidi con spettroscopia a scansione elettronica (SEM) e analisi elementare semiquantitativa EDS. Il processo ottimizzato ha portato all’ottenimento di sali fluorurati di Nd (NdF3) (e, se presenti, di Pr e Dy), di elevata purezza e di interesse industriale, in quanto precursori utilizzati per ottenere Neodimio metallico.
Una volta definiti i parametri ottimizzati sono state fatte alcune prove di scale up (scala da banco) per le quali è stato necessario cambiare alcuni parametri. Il processo così definito è stato infine oggetto di una valutazione di fattibilità tecnica. Lo sviluppo futuro di questo progetto prevede di procedere con uno scale up, progettando un impianto pre-pilota in grado di trattare un quantitativo di campione di circa 500 gr, in modo da poter meglio valutare la applicabilità a livello industriale.