Российские химики нашли способ для извлечения редкоземельных металлов из отходов

18 августа 2026, 18:52
Изображение сгенерировано нейросетью Шедеврум
18 августа 2026, 18:52 — Общественная служба новостей — ОСН

Исследовательский коллектив, объединивший ученых из нескольких институтов Российской академии наук, разработал инновационные сорбционные материалы для селективного извлечения редкоземельных элементов из вторичного сырья и технологических растворов. В основе разработки лежит широко известный экстрагент ТОДГА (тетра-н-октилдигликольамид), который был иммобилизован на пористой полимерной матрице. Как сообщили в пресс-службе Министерства науки и высшего образования РФ, полученные композиты открывают новые перспективы для переработки отходов и снижения зависимости от первичных рудных источников.

Работа велась в рамках деятельности научного центра мирового уровня «Центр рационального использования редкометалльного сырья» на базе Института физической химии и электрохимии имени А.Н. Фрумкина РАН при участии специалистов из Института физиологически активных веществ ФИЦ ПХФ и МХ РАН. Ученые синтезировали четыре образца импрегнированных сорбентов, обозначенных как SIR‑1, SIR‑2, SIR‑3 и SIR‑4, которые отличаются простотой получения и возможностью многократной регенерации без потери активности. В качестве носителя использовали сополимер стирола с дивинилбензолом марки LPS‑500, а экстрагент ТОДГА закрепляли на его поверхности за счет нековалентных взаимодействий, что обеспечивает стабильность и воспроизводимость свойств.

Мировой спрос на редкоземельные металлы неуклонно растет ввиду их критической роли в высокотехнологичных отраслях — от производства катализаторов до создания мощных постоянных магнитов. Истощение традиционных рудных месторождений и связанный с этим рост цен стимулируют поиск альтернативных источников. Все большее внимание привлекают техногенные и природные образования, ранее считавшиеся малоперспективными: дренажные воды горных выработок, сточные жидкости обогатительных фабрик, технологические растворы предприятий по выпуску фосфорных удобрений, а также продукты выщелачивания различных промышленных материалов. Среди вторичных ресурсов особое место занимают отработавшие постоянные магниты на основе сплава неодим-железо-бор (NdFeB), которые содержатся в жестких дисках, акустике, электродвигателях и других электронных устройствах, объем отходов которых неуклонно возрастает.

Процесс переработки таких магнитов традиционно начинается с их растворения в неорганических кислотах, чаще всего азотной или серной, с последующим выделением целевых компонентов. Разработанные учеными сорбенты призваны решить ключевую задачу этого этапа — эффективное разделение сложных многокомпонентных смесей, содержащих наряду с редкоземельными элементами значительные количества железа и других сопутствующих металлов. Содержание экстрагента ТОДГА в синтезированных смолах варьируется от 20 до 45%, что позволяет тонко регулировать сорбционную емкость и селективность материала.

Среди полученных образцов особенно выделяется композит SIR‑3, который по своим сорбционным характеристикам превосходит зарубежный аналог Trischem DGA, широко применяемый в мировой практике. Как пояснили авторы, это преимущество обусловлено различиями в гидрофильности полимерных матриц, что было подтверждено методами инфракрасной спектроскопии. На базе сорбента SIR‑3 была разработана эффективная экстракционно-хроматографическая схема разделения ионов железа и суммы редкоземельных элементов из модельных растворов, полученных при растворении магнитов NdFeB. В дальнейшем это позволило осуществить индивидуальное выделение таких ценных металлов, как неодим, празеодим и диспрозий.

Ключевая особенность предложенной методики — использование нейтральной среды с нитратом аммония, которая достигается простой нейтрализацией исходного кислого раствора водным раствором аммиака. Такой подход предотвращает нежелательное соосаждение редкоземельных и сопутствующих металлов, что значительно упрощает последующую очистку. Дополнительным достоинством стала высокая скорость массообмена, обеспечивающая быстрое перемещение целевых ионов между фазами и сокращение времени технологического цикла. Работа была выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования России, а ее результаты опубликованы в журнале Russian Journal of Inorganic Chemistry.

Больше актуальных новостей и эксклюзивных видео смотрите в канале ОСН в MAX.