日立金屬開發(fā)的碳熱還原法是一種減少了酸及堿的使用量的回收再利用方法。利用的原理是,在碳源存在的狀態(tài)下加熱氧化物會(huì)發(fā)生還原反應(yīng)。其中運(yùn)用了大家熟知的利用鐵礦石冶煉生鐵的方法——“直接還原制鐵法”。
具體方法是,對(duì)水和加工碎屑組成的廢料做沉淀處理使其濃縮,然后把在爐內(nèi)加熱氧化得到的“燒結(jié)廢料”當(dāng)作鐵礦石,將其與碳一起加熱,就可把稀土作為熔渣(浮于廢料表面的物質(zhì))回收。由于此時(shí)不使用酸進(jìn)行提取,而是在提取硼時(shí)使用酸,所以減少了酸的使用量。這種方法還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn),就是提取稀土元素所需的時(shí)間比過去的濕法短,回收率高。剩余的鐵渣(氧化鐵)將被制成可以再利用的生鐵。
因?yàn)閺U料中含有稀土,因此日本企業(yè)以前都是將其作為再生用資源出口,或是委托日本的回收再利用工廠,對(duì)稀土進(jìn)行回收。但過去采用“濕法”回收,也即使廢料氧化、達(dá)到鐵難以再溶于酸的狀態(tài)后,只提取易溶于酸的稀土。雖然這種方法可以減少回收物中鐵的含量,但氧化鐵如果不溶出,稀土與酸的接觸面積就會(huì)減少,導(dǎo)致稀土回收率下降。
而且在排放提取使用的酸時(shí),還要加堿中和,因此必須大量使用酸和堿。在稀土的分離過程中,還會(huì)產(chǎn)生廢棄物氧化鐵,排放出含有有害物質(zhì)硼的廢液。在回收稀土之后的剩余廢料中,盡管10噸固體廢料中的含鐵量高達(dá)約7噸,也要作為工業(yè)廢棄物進(jìn)行填埋處理。
日立金屬將委托其他公司利用碳熱還原法處理廢料,在日本構(gòu)建起稀土元素回收再利用供應(yīng)鏈。該公司已開始生產(chǎn)稀土磁鐵,并且已確認(rèn),不僅是生產(chǎn)廢料,從市場(chǎng)回收的廢磁鐵也可利用碳熱還原法。今后,該公司將擴(kuò)大回收再利用的范圍。