جيمس ماكنزي يلقي نظرة على عمل شركة HyProMag المنفصلة عن جامعة برمنغهام، والتي طورت تقنية لإعادة تدوير المغناطيسات الأرضية النادرة
لقد ذهبت مؤخرًا في مهمة تجارية إلى كندا بتمويل من Innovate UK، حيث التقيت آلان والتون - عالم مواد شارك في تأسيس شركة تسمى HyProMag. انبثقت شركة HyProMag من جامعة برمنجهام في عام 2018، وطوَّرت تقنية لإعادة تدوير المغناطيسات الأرضية النادرة، والتي تُستخدم على نطاق واسع في توربينات الرياح، ومحركات السيارات الكهربائية، وأجزاء أخرى من "الاقتصاد الأخضر".
بعد أن تمت دعوتي للقيام بجولة في منشأة إعادة التدوير النموذجية لشركة HyProMag في حرم جامعة برمنغهام، رأيت أن التكنولوجيا كانت تتشكل لتكون قصة نجاح عظيمة في المملكة المتحدة. اذن متى عالم الفيزياء أرسل لي بيان صحفي معلنة أنه من المقرر أن تبدأ الشركة الإنتاج التجاري في حديقة تيسلي للطاقة في برمنغهام بحلول منتصف عام 2024، كنت أعلم أن حدسي كان له ما يبرره.
المغناطيس الدائم للأتربة النادرة – كما وصفته في عمودي قبل شهور قليلة – عبارة عن سبائك من عناصر مثل النيوديميوم والسماريوم والسيريوم. ومع التحول إلى اقتصاد "الطاقة النظيفة" الآن على قدم وساق، أصبح الطلب على العناصر الأرضية النادرة مرتفعا. وتشير التقديرات إلى أن السوق سينمو بمعدل سبعة أضعاف بين عامي 2021 و2040.
والمشكلة هي أن نحو 80% إلى 90% من النيوديميوم الموجود في العالم يتم تصنيعه حاليًا أو التحكم فيه بواسطة شركات صينية. وهذا ما دفع بعض الدول، مثل الولايات المتحدة، إلى القيام بذلك تجديد إنتاجهم الخاص من المغناطيس الدائم. ولكن هناك طريقة أخرى لتأمين الإمدادات من العناصر الأرضية النادرة وهي إعادة تدوير المواد. وهذا هو السبب في أن التشغيل الوشيك لمنشأة HyProMag أمر مثير للاهتمام، خاصة وأن عمليتها تتسم بالكفاءة في استخدام الطاقة.
استخراج العناصر
هناك الكثير من الطرق الممكنة لاستخراج العناصر الأرضية النادرة من النفايات أو من المنتجات التي وصلت إلى نهاية عمرها الافتراضي. لقد ركز معظم العمل حتى الآن على الحصول على العناصر الفردية عن طريق إذابة المغناطيسات أولًا، ثم استعادة العناصر الأرضية النادرة من تيارات النفايات السائلة التي تعود إلى سلسلة التوريد في وقت مبكر من عملية صنع المغناطيس.
تعزيز الاقتصاد الأخضر: البحث عن المغناطيس بدون أتربة نادرة
يُطلق على هذا النهج في كثير من الأحيان اسم إعادة التدوير "الحلقة الطويلة" حيث يتم تفكيك كل شيء باستخدام تقنيات مختلفة واستعادته كأكاسيد أرضية نادرة. يجب بعد ذلك تحويل هذه الأكاسيد إلى معادن قبل صبها في سبائك وتقسيمها إلى مسحوق سبيكة ناعم لصنع المغناطيس. تعد إعادة التدوير ذات الحلقة الطويلة عملية مهمة ولكنها كثيفة الاستخدام للطاقة ومكلفة.
يتخذ مصنع تايسلي نهجًا مختلفًا، استنادًا إلى براءة اختراع جامعة برمنغهام معالجة الهيدروجين لخردة المغناطيس تقنية (HPMS). ويستخدم الهيدروجين كغاز معالجة لفصل المغناطيس عن تيارات النفايات كمسحوق سبيكة مغناطيسية، والتي يمكن ضغطها إلى "ملبدة" مغناطيسات أرضية نادرة. لا تتطلب الحرارة، فهي عملية سريعة نسبيًا يطلق عليها إعادة التدوير "الحلقة القصيرة".
تم شحن 259 مليون محرك أقراص ثابتة في عام 2021، مما يجعل سوق المغناطيس المعاد تدويره ضخمًا.
عندما نظرت حول خط النماذج الأولية للشركة في العام الماضي، لاحظت أنه يمكنه إعادة تدوير محركات الأقراص الثابتة (HDDs) الموجودة في أجهزة الكمبيوتر. يمكن أن يحتوي كل قرص على ما يصل إلى 16 جرامًا من المواد المغناطيسية، ربعها تقريبًا عبارة عن عناصر أرضية نادرة. وهذا ليس سوى جزء صغير من الكتلة الإجمالية للقرص، ولكن، كما تتذكرونني أشير، تم شحن عدد مذهل يبلغ 259 مليون محرك أقراص ثابتة في عام 2021، لذا فإن السوق ضخم.
تتضمن طريقة إنتاج HyProMag روبوتًا مزودًا بأجهزة استشعار للمجال المغناطيسي تحدد أولاً موقع محرك محرك الأقراص الصلبة، الذي يحتوي على المغناطيس الدائم المهم للغاية من الأرض النادرة. يتم بعد ذلك تقطيع الجزء الذي يحتوي على المحرك، وإرسال باقي القرص لإعادة التدوير التقليدية. أخيرًا يتعرض القسم الحركي للهيدروجين عند الضغط الجوي ودرجة حرارة الغرفة عبر تقنية HPMS.
[المحتوى جزءا لا يتجزأ]
ومن المثير للدهشة أن مغناطيسات الأرض النادرة - وهي عادةً عبارة عن سبائك من النيوديميوم والحديد والبورون (NdFeB) - تتفكك لتشكل مسحوقًا. رأيت مقاطع فيديو للعملية وهو مثل مشاهدة شيء يتحول إلى الصدأ. والأهم من ذلك، أن المسحوق يصبح غير مغنطيسي بحيث تقشر أي طبقات على المغناطيس بعيدًا عن سطح المغناطيس ويمكن فصلها بسهولة.
يتم بعد ذلك غربلة مسحوق NdFeB المستخرج لإزالة الشوائب قبل إعادة معالجته إلى مواد مغناطيسية جديدة أو سبائك أرضية نادرة. تعتقد شركة HyProMag أن العملية تتطلب طاقة أقل بنسبة 15% من الطاقة اللازمة لصنع مغناطيسات أرضية نادرة من المصادر الأولية، وهو أمر مثير للإعجاب. وقد أنتجت بالفعل أكثر من 3000 مغناطيس أرضي نادر جديد في مصنعها التجريبي لشركاء المشروع والعملاء المحتملين، مع اختبار المغناطيس في مجموعة واسعة من التطبيقات في قطاعات السيارات والفضاء والإلكترونيات.
وعود الإنتاج
لكن الشركة تريد تجاوز المرحلة التجريبية وتصبح موردًا ضخمًا للمغناطيس. ولهذا السبب يعد مصنع توسيع نطاق Tyseley في غاية الأهمية. وتعتقد الشركة أنها ستكون قادرة في البداية على معالجة ما يصل إلى 20 طنًا من المغناطيسات والسبائك الأرضية النادرة سنويًا - وفي النهاية خمسة أضعاف هذه الكمية. وتخطط HyProMag أيضًا لمزيد من المرافق في ألمانيا والولايات المتحدة.
هذه التكنولوجيا واعدة لأن العديد من المنتجات تحتوي على مغناطيسات أرضية نادرة، ولكن عندما يتم التخلص منها، تتمزق المغناطيسات وتتفكك. يظل المسحوق الناتج مغناطيسيًا، ويلتصق بالخردة الحديدية ومكونات النبات، ولكن يتم إعادة تدوير أقل من 1% من المغناطيس. ومع ذلك، تستطيع شركة HyProMag إزالة هذه المادة بكفاءة قبل تمزيقها، وهي تتطلع بالفعل إلى مجموعة متنوعة من مصادر الخردة المجدية اقتصاديًا.
يقول والتون: "من الصعب رؤية إعادة تدوير المغناطيسات الأرضية النادرة على نطاق واسع دون الحاجة إلى عملية فصل فعالة مثل HPMS". "يسمح لنا الخط التجريبي الحالي بمعالجة ما يصل إلى طنين من تطبيقات الخردة في عملية تشغيل واحدة، مع توسيع نطاق المصنع التجاري للسماح بأحجام دفعات أكبر بكثير." تدعي الشركة أن التحميل لإزالة المسحوق يمكن أن يتم في أقل من أربع ساعات.
ومع تزايد الطلب على العناصر الأرضية النادرة وزيادة كمية المواد المغناطيسية المستعملة المتاحة، أصبحت إعادة تدوير هذه المغناطيسات فرصة أكبر من أي وقت مضى وعملية أكثر قابلية للتطبيق من أي وقت مضى. ما عليك سوى إلقاء نظرة على نمو قطاع السيارات الكهربائية: يحتوي المحرك الكهربائي النموذجي على 2-5 كجم من المواد المغناطيسية، ومن المتوقع أن ترتفع مبيعات السيارات الكهربائية في جميع أنحاء العالم إلى 65 مليونًا سنويًا بحلول عام 2030، وفقًا لشركة أبحاث السوق. IHS ماركيت.
[المحتوى جزءا لا يتجزأ]
مصدر ضخم آخر للأتربة النادرة هو توربينات الرياح، والتي يصل الكثير منها إلى نهاية حياته بعد عقود من الاستخدام. تحتوي مولداتهم على ما يصل إلى 650 كجم من العناصر الأرضية النادرة لكل ميجاوات من قدرة المولد. وبالنظر إلى أن المملكة المتحدة تهدف إلى الحصول على ما يصل إلى 75 جيجاوات من طاقة الرياح البحرية بحلول عام 2050، فسوف يكون لديها ما يقرب من 50,000 ألف طن من المغناطيسات الأرضية النادرة في السنوات القادمة، وفقًا لـ مارتين تشيرينجتون من شركة Innovate UK، التي تديرها سلسلة توريد المواد الحرجة الدائرية برنامج (المناخ).
وكثيراً ما تحتاج مثل هذه الفرص الطويلة الأجل إلى الدعم الحكومي ــ ولم تكن إعادة تدوير المغناطيس الدائم للعناصر الأرضية النادرة استثناءً. في الواقع، بدأ البحث الأساسي وراء عمل HyProMag قبل سنوات عديدة من ظهوره. وقد استفادت الشركة أيضًا من الدعم المالي من مجموعة من المصادر، بما في ذلك مركز الأبحاث والابتكار في المملكة المتحدة قيادة الثورة الكهربائية البرنامج والاتحاد الأوروبي والمستثمرين من القطاع الخاص.
في عام 2023، شركة HyProMag المحدودة تم شراؤه من قبل الشركة الكندية ماجينيتووهو جزء من موارد مكانغو - شركة للتنقيب عن المعادن وتطويرها مدرجة في بورصتي المملكة المتحدة وكندا. لقد رأى مكانجو بوضوح إمكانات تكنولوجيا إعادة التدوير وتصنيع المغناطيس الخاصة بشركة HyProMag. إنها قصة نجاح عظيمة في المملكة المتحدة، والتي يمكن أن يكون لها إمكانات عالمية هائلة على المدى الطويل للاقتصاد الدائري.
- محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
- أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
- أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
- أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
- المصدر https://physicsworld.com/a/how-a-technique-for-recycling-rare-earth-permanent-magnets-could-transform-the-green-economy/
- :لديها
- :يكون
- :ليس
- :أين
- $ UP
- 000
- 15%
- 20
- 2018
- 2021
- 2023
- 2030
- 2050
- 3000
- 50
- 65
- 75
- 798
- a
- ماهرون
- من نحن
- AC
- وفقا
- فضاء
- بعد
- وتهدف
- السماح
- يسمح
- أشابة
- سابقا
- أيضا
- كمية
- an
- و
- اعلان
- آخر
- أي وقت
- بعيدا
- التطبيقات
- نهج
- هي
- حول
- AS
- At
- جوي
- السيارات
- متاح
- بعيدا
- على أساس
- BE
- لان
- أصبح
- يصبح
- أن تصبح
- كان
- قبل
- بدأ
- وراء
- يجري
- ما بين
- استراحة
- مكسورة
- لكن
- by
- تسمى
- حرم الجامعة
- CAN
- كندا
- الكندية
- الطاقة الإنتاجية
- cars
- سلسلة
- الصينية
- دائري
- الاقتصاد المدور
- مطالبات
- بوضوح
- انقر
- CO
- عمود
- تأتي
- تجاري
- الشركات
- حول الشركة
- الشركة
- مكونات
- الكمبيوتر
- أجهزة الكمبيوتر
- تحتوي على
- يحتوي
- محتوى
- ذو شاهد
- تقليدي
- تحويلها
- استطاع
- حرج
- بشكل حاسم
- حالياًّ
- حاليا
- العملاء
- عقود
- الطلب
- وصف
- المتقدمة
- التطوير التجاري
- شركة التطوير
- مختلف
- صعبة
- عدة
- فعل
- إلى أسفل
- محركات
- يطلق عليها اسم
- اثنان
- كل
- في وقت مبكر
- الأرض
- بسهولة
- اقتصاد
- فعال
- بكفاءة
- كهربائي
- السيارات الكهربائية
- الإلكترونيات
- عناصر
- جزءا لا يتجزأ من
- النهاية
- طاقة
- طاقة مكثفة
- خاصة
- تقديرات
- المجلة الأوروبية
- الإتحاد الأوربي
- EV
- في النهاية
- كل شىء
- EVS
- استثناء
- الاستبدال
- متوقع
- ذو تكلفة باهظة
- مكشوف
- استخراج
- تتطلع
- مرافق
- تسهيل
- عامل
- بعيدا
- قليل
- أخيرا
- مالي
- نهاية
- شركة
- الاسم الأول
- خمسة
- تركيزا
- في حالة
- النموذج المرفق
- وجدت
- تاسست
- أربعة
- جزء
- تبدأ من
- بالإضافة إلى
- أساسي
- الممولة
- إضافي
- GAS
- مولد كهربائي
- مولدات
- ألمانيا
- دولار فقط واحصل على خصم XNUMX% على جميع
- الحصول على
- معطى
- العالمية
- حكومة
- دعم حكومي
- عظيم
- أخضر
- النمو
- التسويق
- الثابت
- يملك
- مرتفع
- ساعات العمل
- كيفية
- لكن
- HTML
- HTTPS
- ضخم
- الهدرجة
- i
- تحديد
- صورة
- شيك
- أهمية
- مثير للإعجاب
- in
- بما فيه
- الزيادات
- في الواقع
- فرد
- معلومات
- في البداية
- الابتكار
- وكتابة مواضيع مثيرة للاهتمام
- إلى
- المُقدّمة
- المستثمرين
- دعوة
- ينطوي
- قضية
- IT
- انها
- JPG
- م
- على نطاق واسع
- أكبر
- اسم العائلة
- العام الماضي
- اليسار
- أقل
- مثل
- خط
- لينكدين:
- المدرج
- القليل
- حياة
- جار التحميل
- موقع
- طويل الأجل
- بحث
- بدا
- تبدو
- الكثير
- المحدودة
- صنع
- مغناطيس
- جعل
- كثير
- تجارة
- كتلة
- مادة
- المواد
- ماكس العرض
- me
- قابل
- المعادن
- طريقة
- طرق
- مليون
- تعدين
- المهمة
- المقبلة.
- الأكثر من ذلك
- أكثر
- محرك
- سيارات
- كثيرا
- my
- الأمم
- تقريبا
- حاجة
- بحاجة
- جديد
- لا
- الآن
- of
- خصم
- غالبا
- on
- فقط
- جاكيت
- الفرص
- الفرصة
- or
- أخرى
- الكلي
- الخاصة
- متنزهات
- جزء
- شركاء
- أجزاء
- الماضي
- براءة اختراع
- إلى
- دائم
- مرحلة جديدة
- فيزياء
- عالم الفيزياء
- طيار
- تخطيط
- أفلاطون
- الذكاء افلاطون البيانات
- أفلاطون داتا
- ممكن
- محتمل
- الزبائن المحتملين
- صحافة
- الضغط
- ابتدائي
- خاص
- المشكلة
- عملية المعالجة
- معالجة
- أنتج
- الإنتــاج
- المنتجات
- برنامج
- تنفيذ المشاريع
- واعد
- النموذج
- ربع
- بحث
- سريع
- نطاق
- نادر
- التي تم الوصول إليها
- الوصول إلى
- مؤخرا
- يتعافى
- المعاد تدويرها
- إعادة التدوير
- نسبيا
- بقايا
- إزالة
- إزالة
- يتطلب
- بحث
- REST
- مما أدى
- ارتفاع
- يرتفع
- رجل الالي
- غرفة
- يجري
- يدير
- Rust
- الأملاح
- رأى
- يقول
- زيادة
- تحجيمها
- عالم
- القسم
- القطاع
- قطاعات
- تأمين
- انظر تعريف
- رأيت
- أجهزة الاستشعار
- أرسلت
- مستقل
- سبعة
- تشكيل
- تم شحنه
- عزباء
- الأحجام
- صغير
- So
- حتى الآن
- حل
- بعض
- شيء
- مصدر
- مصادر
- نسج
- صاعق
- بداية
- بدء
- الشائكة
- لزج
- مخزون
- تبادل الأسهم
- قصتنا
- تيارات
- تحقيق النجاح
- قصة نجاح
- هذه
- اقترح
- مزود
- اللوازم
- تزويد
- سلسلة التوريد
- الدعم
- المساحة
- أرجوحة
- يأخذ
- مع الأخذ
- تقنية
- تقنيات
- تكنولوجيا
- اختبار
- من
- أن
- •
- المملكة المتحدة
- من مشاركة
- then
- تشبه
- صورة مصغرة
- مرات
- إلى
- رحلات سياحية
- تجارة
- تحول
- انتقال
- محاكمة
- صحيح
- منعطف أو دور
- اثنان
- نموذجي
- عادة
- Uk
- الاتحاد
- جامعة
- us
- تستخدم
- مستعمل
- يستخدم
- استخدام
- مختلف
- بواسطة
- قابل للحياة
- حيوي
- حجم
- يريد
- وكان
- نفاية
- مراقبة
- طريق..
- حسن
- ذهب
- كان
- متى
- التي
- من الذى
- لماذا
- واسع
- مدى واسع
- على نحو واسع
- ويكيبيديا
- سوف
- ريح
- مع
- بدون
- للعمل
- العالم
- العالم
- في جميع أنحاء العالم
- عام
- سنوات
- موقع YouTube
- زفيرنت