Una nueva técnica permite recuperar tierras raras de imanes desechados

Un equipo de investigadores de la Universidad Rice de Texas ha desarrollado un método ultrarrápido de un solo paso para recuperar tierras raras de imanes desechados, mediante un enfoque innovador que ofrece importantes ventajas ambientales y económicas en comparación con los métodos de reciclaje tradicionales.

El reciclaje convencional de tierras raras se caracteriza por consumir mucha energía y generar residuos tóxicos. El nuevo método desarrollado por el equipo de la Universidad Rice utiliza la técnica de calentamiento Joule instantáneo (FJH), que eleva rápidamente la temperatura del material a miles de grados en milisegundos, y genera gas cloro para extraer tierras raras de los residuos magnéticos en segundos sin necesidad de agua ni ácidos.

"Hemos demostrado que podemos recuperar tierras raras de los residuos electrónicos en segundos con una huella ambiental mínima", declaró James Tour, profesor de Ciencia de los Materiales y Nanoingeniería y coautor del estudio junto con Shichen Xu. "Es el tipo de avance que necesitamos para asegurar una cadena de suministro resiliente y circular, añadió.

Los investigadores propusieron que la FJH combinada con cloro gaseoso podría aprovechar las diferencias en la energía libre de Gibbs (una medida de la reactividad de un material) y los diferentes puntos de ebullición para eliminar selectivamente elementos no pertenecientes a tierras raras de los residuos magnéticos.

En presencia de cloro gaseoso, elementos como el hierro o el cobalto se clorarían y vaporizarían primero, dejando atrás los óxidos de tierras raras. El equipo de investigación probó este proceso con residuos magnéticos de neodimio, hierro, boro y samario-cobalto utilizando FJH ultrarrápido en una atmósfera de cloro. Mediante el control preciso de las temperaturas y el calentamiento de los materiales en cuestión de segundos, los elementos no pertenecientes a tierras raras se convirtieron en cloruros volátiles, que posteriormente se separaron de las tierras raras sólidas.

Los científicos observaron que los elementos no pertenecientes a tierras raras se eliminaron casi instantáneamente, lo que permitió la recuperación de un residuo de tierras raras más puro. "La ventaja termodinámica hizo que el proceso fuera eficiente y limpio", afirmó Xu, primer autor del estudio y asociado postdoctoral en Rice. “Este método no solo funciona en fracciones de tiempo ínfimas en comparación con las vías tradicionales, sino que también evita el uso de agua o ácido, algo que hasta ahora no se creía posible”.

Reducción de consumo de energía y de emisiones

Además de los experimentos de laboratorio, los investigadores realizaron una evaluación integral del ciclo de vida (ACV) y un análisis tecnoeconómico (AET) para evaluar su proceso. Lograron una pureza y un rendimiento superiores al 90 % en la recuperación de tierras raras en un solo paso. El ACV y el AET revelaron una reducción del 87 % en el consumo de energía, del 84 % en las emisiones de gases de efecto invernadero y del 54 % en los costes operativos, en comparación con la hidrometalurgia.

El nuevo método permite construir unidades de reciclaje, pequeñas o grandes, fáciles de usar, que pueden ubicarse cerca de los lugares donde se recogen los residuos electrónicos. Estos sistemas locales pueden procesar los imanes usados de forma rápida y limpia, lo que reduce los costes de transporte y contribuye a la protección del medio ambiente.

"Los resultados demuestran que esto es más que un ejercicio académico, es una vía industrial viable", afirmó Tour. La invención, propiedad intelectual de Universidad Rice, ha sido licenciada a Flash Metals USA, una empresa emergente de Texas, que entrará en producción en el primer trimestre de 2026 para comercializar este avance científico.