一組由萊斯大學的 James Tour 和 Shichen Xu 領導的研究團隊，最近發現了一種快速回收稀土元素（REEs）的新方法，特別是針對廢棄磁鐵的回收。這項技術相較於傳統的回收方法，預示著在環境和經濟方面的重大好處。傳統的稀土回收過程通常需要大量的能源，並會產生有毒廢物。而這種新方法則是利用閃電焦耳加熱（FJH）技術，能在幾毫秒內迅速將材料溫度提升至數千度，並結合氯氣在幾秒鐘內提取稀土元素。
這一方法不需要水或酸，這是綠色處理的一個重要改進。Tour 教授指出：“我們已經證明可以在幾秒鐘內從電子廢物中回收稀土元素，並且對環境的影響極小。”他還強調，這是確保韌性和循環供應鏈所需的突破性進展。這種方法與美國加強國內礦物供應、減少對關鍵材料進口依賴的努力相一致，展現出其潛在的廣泛應用前景。
在這項研究中，研究人員推測 FJH 結合氯氣可以利用吉布斯自由能和沸點之間的差異，選擇性地去除磁鐵廢料中的非稀土元素。實際上，鐵、鈷等非稀土元素會首先氯化並揮發，留下稀土氧化物。研究團隊在釹鐵硼和鈷鉭永磁體廢料上進行了測試。通過精確控制溫度，非稀土元素轉化為揮發性氯化物，與固體稀土元素有效分離。Xu 進一步指出：“熱力學的優勢使得這一過程既高效又清潔，這種方法相比傳統路徑所需的時間少得多，並且避免了水或酸的使用，這在之前是難以想象的。”
實驗室的研究與生命週期評估（LCA）和技術經濟分析（TEA）相輔相成。研究團隊在單一步驟中實現了超過 90% 的純度和回收率。LCA 和 TEA 的結果顯示，能源使用減少了 87%，溫室氣體排放減少了 84%，而運營成本則減少了 54%，這些數據是與傳統的水冶金方法相比的。
這一超快速的回收過程使得在電子廢物收集點附近建立小型或大型回收單位成為可能。這類本地系統能夠快速且清潔地處理廢舊磁鐵，從而降低運輸成本和環境影響。Tour 表示：“這些結果顯示，這不僅僅是一項學術性實驗，而是一條可行的工業路徑。”萊斯大學已將這項知識產權授權給位於德克薩斯州的初創公司 Flash Metals USA，該公司計劃在 2026 年第一季度開始生產。這項發展標誌著邁向可擴展、循環且環保的稀土經濟的重要一步，可能改變全球回收關鍵材料的方式。
