Главная страница /

 

Исследователи из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН разработали экономичный подход к анализу отходов магнитных материалов методом рентгенофлуоресцентной спектрометрии. Разработка перспективна для дальнейшей эффективной переработки сложных и трудно идентифицируемых отходов производства магнитов. Результаты работы опубликованы в журнале Recycling.

 

Минимизация отходов производства является приоритетной задачей любого промышленного производства, поскольку увеличивает выход полезного продукта и снижает затраты на утилизацию. В связи с этим точное определение состава отходов химической промышленности имеет большое значение для их эффективной переработки. В частности, это необходимо при утилизации отходов производства самарий-кобальтовых магнитов, имеющих высокие магнитные характеристики. Такие магниты очень хорошо противостоят коррозии, но они хрупкие, склонны к растрескиванию и сколам. Самарий-кобальтовые магниты широко используются в автомобильной, аэрокосмической, оборонной и промышленной сфере, в том числе в электродвигателях, электрогенераторах, электромагнитных муфтах, микрофонах, динамиках, в устройствах для вакуумного нанесения покрытий, датчиках Холла, ускорителях частиц и многих других устройствах. Разнообразие состава таких магнитов делает их анализ чрезвычайно сложным.

 

В связи с этим, химики-аналитики из ИОНХ РАН предложили экспресс-метод определения химического состава отходов магнитного производства на основе двухэтапного подхода: первичной идентификации химических элементов с использованием «безэталонного» метода, и точного количественного анализа на основе внешней калибровки.

 

Сложность магнитных материалов как объекта анализа и актуальность решаемой задачи прокомментировала заведующая Центра коллективного пользования ИОНХ РАН, доктор химических наук В.Б. Барановская: «Интерес ученых к самарий-кобальтовым магнитам растет, их постоянно совершенствуют добавлением в состав других элементов (Cu, Fe, Zr).  Кроме того, в процессе сбора отходов и формирования партий для вторичной переработки к ним могут добавляться и другие ценные химические элементы (например, Ti, Hf, Ni, Mn, Cr). Поэтому надежные и точные результаты химического анализа магнитных отходов должны служить ориентиром при сертификации отходов и выборе подходящей технологии переработки для эффективного извлечения ценных элементов из них».

 

Ученые применили перспективный аналитический метод рентгенофлуоресцентной спектрометрии для решения этой задачи. Он обеспечивает высокую точность и простоту подготовки проб, поскольку не требует ее растворения, а также экспрессность анализа.  Они показали необходимость первичной идентификации химического состава таких сложных объектов с помощью метода фундаментальных параметров, а также разработали методику анализа с использованием внешней калибровки для определения основных компонентов (самария и кобальта) и основных примесей (Fe, Cu, Zr, Hf, Ti, Ni, Mn, Cr).

 

В дальнейшем авторы планируют расширить спектр аналитических методов, применяемых для контроля состава магнитных материалов, чтобы дополнительно упростить повторное использование отходов производства, содержащих ценные компоненты.

 

 

 

Рисунок. Схема анализа образцов самарий-кобальтовых магнитов (автор иллюстрации – Архипенко Александра)

 

Исследования выполнены при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (соглашение №075-15-2020-782).

 

Источник: Arkhipenko, A.A.; Marina, G.E.; Doronina, M.S.; Korotkova, N.A.; Baranovskaya, V.B. X-ray Fluorescence Analysis of Waste Sm-Co Magnets: A Rational Approach. Recycling 2023, 8, 84. DOI: 10.3390/recycling8060084

 

Пресс-релиз опубликован на сайтах Научная Россия https://scientificrussia.ru/articles/bystryj-metod-analiza-magnitnyh-othodov-dla-ih-pererabotki-predlozili-v-ionh-ran, Поиск https://poisknews.ru/themes/himiya/uchenye-razrabotali-ekspress-metodiku-analiza-otrabotannyh-samarij-kobaltovyh-magnitov/, РАН https://new.ras.ru/activities/news/ekspress-metodika-analiza-otrabotannykh-samariy-kobaltovykh-magnitov/, Индикатор https://indicator.ru/chemistry-and-materials/bystro-i-bez-rastvoreniya-khimiki-razrabotali-ekspress-metodiku-analiza-otrabotannykh-samarii-kobaltovykh-magnitov-24-12-2023.htm, Mendeleev.info https://mendeleev.info/bystro-i-bez-rastvoreniya-himiki-razrabotali-ekspress-metodiku-analiza-otrabotannyh-samarij-kobaltovyh-magnitov/, Дзен https://dzen.ru/media/igic_ras/bystro-i-bez-rastvoreniia-himiki-razrabotali-ekspressmetodiku-analiza-otrabotannyh-samariikobaltovyh-magnitov-658ccac7aa8dfa366dc376ad, Научный микроблог Минобрнауки России https://sciencemon.ru/office/org/blog/262677/.