En un contexto global donde la sostenibilidad y la eficiencia de los recursos se vuelven cada vez más cruciales, el proyecto de recuperación y valorización de materias primas críticas (CRMs) mediante atomización centrífuga de Eurecat emerge como una solución innovadora y necesaria. Este proyecto, impulsado por la necesidad de recuperar materiales valiosos y escasos, busca reducir la dependencia de procesos de minería y producción primaria, ofreciendo una segunda vida a los residuos industriales y de consumo. 

El centro tecnológico Eurecat trabaja con la atomización centrífuga para recuperar y valorizar las materias primas críticas (CRMs) que se encuentran en residuos metálicos. Con este proceso, la planta piloto del centro permite producir polvo metálico útil para procesos productivos que lo utilizan como materia prima. El proceso consiste en fundir el metal en un crisol y dejarlo caer sobre un disco que gira a alta velocidad. Cuando el metal contacta con el disco, se pulveriza mediante la fuerza centrífuga, formando gotas que una vez solidificadas se convierten en partículas de polvo altamente esféricas. Las partículas tienen una superficie lisa y carecen de satélites, lo que mejora significativamente la fluidez del polvo.

El proceso de atomización centrífuga consiste en fundir el metal y dejarlo caer sobre un disco que gira a alta velocidad. Cuando el metal contacta con el disco, éste se pulveriza formando gotas que, una vez solidificadas, se convierten en partículas de polvo. Este es un proceso más eficiente energéticamente que los métodos tradicionales de atomización.

El principal objetivo de estas iniciativas es recuperar estos materiales valiosos y escasos del flujo de residuos generados por la industria o, incluso, por los consumidores, dándoles una segunda vida y disminuyendo así la necesidad de extraerlos en procesos de minería o producción primaria. Estos elementos son costosos de producir y no es posible cubrir la demanda europea dentro de sus fronteras.

Por ejemplo, se ha estudiado la viabilidad de convertir restos metálicos provenientes de mecanizado (incluyendo carburos, pero también cobalto) y también de imanes de FeNdB en polvo metálico, útil para procesos productivos que lo utilizan como materia prima. Todos estos materiales están clasificados como CRM.

Uno de los puntos más importantes es la correcta selección del material para evitar la contaminación con elementos indeseados en el producto final. Además, en algunos casos se requiere de un proceso de limpieza para mejorar el estado del producto a revalorizar.

Hasta el momento se ha estudiado la recuperación de aleaciones de estaño y de cobre, así como la recuperación de imanes de FeNdB. Todos estos residuos son materiales funcionales de alto valor y, en algunos casos, de difícil recuperación.

En el caso de aleaciones de aluminio, las aleaciones de alto rendimiento contienen, entre otros, magnesio y silicio, incluidos en la lista de CRM. Cuando se produce aluminio de primera fusión, hay que importar estos elementos para utilizarlos como aleantes; por el contrario, al reutilizar chatarra ya aleada se recuperan estos metales valiosos y se les da un segundo uso sin tener que consumir materias primas.

En otros proyectos de temática similar, han aplicado esta misma tecnología a la recuperación de titanio, otro CRM con gran demanda en la industria aeronáutica y biomédica.

En resumen, estos proyectos investigan maneras de convertir estos residuos en materia prima valiosa en un modelo de economía circular.

Europa impulsa la recuperación de materias primas críticas para la transición ecológica

Las Materias Primas Críticas (CRM, por sus siglas del inglés Critical Raw Materials) son materiales que combinan importancia industrial, económica y el riesgo de suministro en Europa. Debido a esta sensibilidad, en los últimos años la Comisión Europea ha emitido legislación y ha financiado iniciativas con el objetivo de asegurar su suministro o mejorar su uso eficiente y su recuperación.

Los CRM definidos por la UE incluyen elementos necesarios para materiales funcionales, como tierras raras o metales escasos, pero también elementos usados en materiales estructurales importantes para la transición ecológica, como el magnesio y el silicio, usados para mejorar la resistencia del aluminio, el titanio y algunos aleantes del acero, como el niobio. Sin estos elementos, no es posible producir los materiales ligeros y de alto rendimiento que usamos en la actualidad, y tampoco elementos funcionales como imanes o motores eléctricos de gran potencia específica, de importancia creciente en el contexto de transición que experimentamos.

En esta línea, contamos con diversas tecnologías de proceso, desarrolladas y patentadas por Eurecat, que permiten trabajar este tipo de materiales y de residuos. Son tecnologías complementarias entre ellas que, en función del tipo de material y del tamaño de la partícula, son susceptibles de ser aplicadas, como por ejemplo la esferización de partículas poligonales micrométricas, a partir de plasma generado por microondas, o la atomización de metales mediante tecnología centrífuga. Ambas técnicas complementarias entre sí son muy adecuadas para el tratamiento de este tipo de materiales. 

Mediante el uso de la tecnología a gran escala, se espera una reducción de los costes en la recuperación de metales hasta su producción de polvo metálico.

El proyecto de Recuperación y valorización de materias primas críticas (CRMs), en el que también trabaja la Unidad de Residuos, Energía e Impacto ambiental (WEEI) y la de Advanced Manufacturing Systems, ha estudiado la viabilidad de convertir restos metálicos provenientes de mecanizado y también de imanes de neodimio.

La planta de Eurecat permite producir polvo personalizado bajo demanda, ya sea con materia prima de elevada pureza o a partir de residuos metálicos para su valorización. Esta solución va dirigida a todas aquellas que disponen de residuos en forma de metal y que necesitan que éste pueda reintroducirse en su proceso productivo.

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Este artículo aparece publicado en el nº 08 de Metales&Máquinas págs. 68 y 69.