В условиях растущего мирового спроса на редкоземельные элементы и истощения традиционных месторождений ученые все чаще обращают внимание на вторичные источники. К ним относятся сточные воды горных предприятий, технологические растворы производства удобрений и, особенно, вышедшие из строя постоянные магниты на основе сплава неодим-железо-бор (NdFeB). Переработка таких магнитов, содержащихся в жестких дисках, акустике и мобильных телефонах, становится важной экологической задачей. Группа исследователей из институтов РАН предложила решение для эффективного извлечения ценных металлов из подобного сырья.
Ученые синтезировали четыре импрегнированные смолы (SIR 1–4) методом пропитки пористой матрицы из сополимера стирола и дивинилбензола раствором экстрагента ТОДГА с последующей фиксацией за счет нековалентных связей. Содержание активного вещества в смолах варьируется от 20 до 45%, что обеспечивает высокую селективность. Особый интерес вызывает образец SIR 3, который по сорбционной способности превосходит популярный зарубежный продукт марки Trischem DGA. Как пояснили специалисты, преимущество связано с различиями в гидрофильности полимерных матриц, что подтверждено данными инфракрасной спектроскопии.
На основе этого сорбента разработана методика экстракционно-хроматографического разделения. Она позволяет отделить ионы железа от суммы редкоземельных элементов в модельных растворах, полученных при переработке магнитов NdFeB, а затем индивидуально выделить неодим, празеодим и диспрозий. Ключевое новшество метода — использование нейтрального раствора нитрата аммония, который получают нейтрализацией исходной азотнокислой среды аммиаком. Такой подход предотвращает нежелательное соосаждение металлов и ускоряет массоперенос, благодаря чему целевые компоненты быстро переходят из одной фазы в другую.
Исследование проводилось при поддержке Министерства образования и науки России. Результаты работы опубликованы в профильном химическом журнале Russian Journal of Inorganic Chemistry. Разработка открывает перспективы для создания экономичных и технологичных процессов рециклинга редкоземельного сырья, что особенно актуально в свете роста цен на эти стратегические материалы.
Ранее физики МФТИ нашли материал для сверхбыстрого квантового интернета. Российские физики разработали высокоточные детекторы для лечения рака глаза.