含有钕、镨、铽和镝等关键元素的永磁体广泛应用于电动汽车电机和风力发电机。随着稀土元素在这些磁性应用中的日益普及，废旧永磁体将成为关键稀土材料的重要替代来源，以取代原生矿物资源。IDTechEx预测，到2045年，将从永磁电机等二次资源中回收价值12亿美元的关键稀土元素。.
为什么稀土磁铁很重要？
2023年，磁性应用占全球稀土需求量的29%（按重量计）。稀土永磁体，特别是钕铁硼（NdFeB）和钐钴磁体，用于电能和动能的相互转换。因此，稀土磁体广泛应用于电动汽车电机和风力发电机。其他常见应用包括硬盘驱动器执行器、医疗设备（例如核磁共振扫描仪）和音响设备。.
全球对稀土元素的需求，主要用于常见的磁性材料应用。来源：IDTechEx
迫在眉睫的国际气候目标取决于能源和交通技术的脱碳，这推动了对稀土永磁体的需求。与竞争的电机技术相比，用于电动汽车的稀土永磁电机通常具有更高的功率、扭矩密度和效率，同时制造成本也更低。因此，在过去九年中，稀土永磁电机一直占据着电动汽车电机市场77%以上的份额。IDTechEx预测，到2035年，电动汽车电机的部署数量将翻一番。.
稀土供应挑战对磁体的影响
稀土供应和提炼能力的高度区域集中对磁体市场构成持续风险。中国每年加工全球90%以上的稀土元素；对于镝、铽等重稀土元素，这一比例接近100%。这种区域供应集中度也延伸至下游环节，92%的高附加值磁性合金（例如钕镨和钕铁硼）和磁体制造都在中国进行。.
近年来，由于稀土供应问题，主要磁性材料的价格波动剧烈。2011年，中国对稀土实施出口限制，导致钕的价格上涨超过七倍，镝的价格更是飙升约2000%。近期，稀土价格在2022年达到峰值，约为八年平均价格的四倍。在需求不断增长的情况下，价格进一步波动的可能性仍然对稀土磁体市场构成重大风险。.
中国近期禁止出口稀土提取和分离技术，引发了市场对替代磁体前驱体来源的关注。2024年9月，新西兰成为最新一个将稀土列为关键材料的国家，此前欧盟、美国、英国、日本等国也已将稀土列为关键材料。全球范围内关键材料清单的出现，凸显了发展国内稀土关键材料供应和加工能力的迫切需求。.
如何从报废的磁铁中回收稀土元素？
许多地区原生稀土矿物储量有限，使得废旧磁体成为关键稀土元素的重要替代来源。永磁体中的稀土含量可能高于许多原生矿物。例如，钕铁硼磁体中稀土的含量约为33%（重量比），其中钕的含量高达31%。相比之下，通常开采的低稀土矿物中稀土的含量约为1%（重量比）。.
初创公司正在采取不同的方法，从报废的磁铁中回收钕、镨、铽和镝。.
长周期回收工艺从磁体中提取、分离并回收关键稀土元素，最终得到分离的稀土氧化物。Ionic Technologies、Carester 和信越化学等公司正在开发传统的溶剂萃取技术，而 ReElement 则采用色谱分离工艺从磁体中回收稀土元素，并减少了溶剂的使用量。.
长周期稀土回收的优势之一在于，必要时可添加原生矿物原料。此外，在磁体回收体系建立初期，将分离的稀土氧化物销售到各种应用市场（磁体以外的领域）有助于维持商业模式的运转。.
从报废磁体中短期和长期回收稀土元素至关重要。来源：IDTechEx
短循环回收工艺直接处理稀土磁体，将其转化为可回收的纯磁性材料。Noveon Magnetics公司采用粉末冶金高温烧结工艺，回收废旧磁体，并将其转化为磁力强度保持率达84%的新磁体。而HyProMag公司则采用氢气爆裂工艺（与氢气反应）从废旧稀土磁体中提取纯钕铁硼合金。.
IDTechEx 预计，到 2024 年，将有 195 吨稀土磁体通过短循环工艺得到回收。随着稀土元素在磁体应用领域日益普及，与长循环工艺相比，短循环工艺具有更高的能源和化学效率，因此有望成为更具吸引力的回收策略。.
市场结论与展望
全球车辆电气化进程持续推动着对稀土磁体的需求。这种需求不太可能下降——中国是全球最大的电动汽车市场，预计稀土永磁电机将继续占据大部分电机市场份额。尽管在可预见的未来，关键的稀土提炼和磁体加工能力仍将集中在中国，但这为开发替代稀土资源，特别是磁体本身的回收利用，提供了明确的机遇。.
IDTechEx预测，到2045年，每年可从二次资源中回收价值12亿美元的关键稀土元素，可回收稀土元素的价值预计将以14.9%的复合年增长率增长。目前尚不确定长周期回收策略还是短周期回收策略更为合适。稀土回收初创企业的当前目标之一是开发可持续的商业模式，直至有大量废弃材料可供回收。在这方面，长周期回收企业占据优势，因为目前主要企业主要依靠来自北美、澳大利亚和中非小型矿山的采矿废料和其他原生矿物来补充原材料。.
作者：杰克·豪利博士，IDTechEx公司技术分析师
