引言
稀土元素(REEs)因其独特的光学、电学、磁学和催化性质而成为不可或缺的战略资源,广泛应用于绿色能源、电动汽车、航空航天、先进电子和国防工业(Azimi, 2025; Yan et al., 2025; Zengin and Hassel, 2025; Zhang et al., 2025; Zhao et al., 2025b)。在稀土基功能材料中,钕铁硼(NdFeB)永磁体是应用最广泛的-performance永磁体,因其具有高最大磁能积和强矫顽力(Deng et al., 2025; Shao et al., 2025, Azimi et al., 2023)。自20世纪80年代商业化以来,钕铁硼磁体已成为电动汽车牵引电机、风力涡轮发电机、消费电子产品、工业机器人、空调压缩机和智能制造系统中的关键组件(Agustiana et al., 2025; Meng et al., 2025; Usman and Saxena, 2025; Washio and Akatsu, 2026)。
随着这些下游领域的快速扩张,对钕铁硼磁体的需求持续上升。如图1所示,全球钕铁硼磁体需求预计从2022年到2032年稳步增长,总需求从约65000吨增至超过126000吨。在各种终端应用领域中,混合动力电动汽车、插电式混合动力电动汽车和纯电动汽车是这一增长的主要驱动力,而风力涡轮机、消费电子产品、空调系统和机电组件也做出了稳定的贡献。这一趋势不仅将加剧对原生稀土供应体系的压力,还会产生越来越多的含钕铁硼报废产品。与此同时,原生稀土资源的供应日益受到地理分布不均、环境密集型开采分离工艺以及地缘政治和经济中断脆弱性的挑战(Depraiter et al., 2025; Hamzat et al., 2025; Liu et al., 2025; Wang et al., 2025a)。对于重稀土元素而言,这些问题尤为关键,因为其提取和分离通常更为复杂、昂贵且环境负担更重。在此情况下,废钕铁硼磁体越来越被公认为稀土可持续供应的重要二次资源(Prados et al., 2025)。与原生矿石相比,废钕铁硼磁体通常含有更高浓度的稀土元素和相关金属,具有巨大的二次回收潜力。有效回收这些材料可以缓解资源短缺,减少原生开采相关的环境负担,并减轻铁、镍、钴等金属成分不当处置造成的环境风险(Zakeri and Tafaghodi, 2025)。因此,从废钕铁硼磁体中回收有价值元素引起了学术界和工业界的广泛关注。
近年来,针对废钕铁硼磁体开发了多种回收策略,包括直接再生、火法冶金处理、湿法冶金提取、电化学回收和集成工艺路线(Ullah et al., 2026; Yadav et al., 2025a)。每种方法在回收效率、选择性、杂质耐受性、工艺成本、环境足迹和产品质量方面均表现出各自的优势和局限性(Sharifian et al., 2025)。因此,系统理解相演变、元素迁移行为、分离化学和工艺集成对于推进钕铁硼磁体废物的可持续回收至关重要。现有综述为钕铁硼回收技术提供了有价值的见解,重点关注稀土回收和工艺优化(Yang et al., 2016, Zhang et al., 2020, Deng et al., 2025, Zakeri and Tafaghodi, 2025, Zheng et al., 2025, Ullah et al., 2026)。然而,主要通过稀土回收来评估回收工艺可能会忽视关联元素对分离效率、二次废物产生和整体资源利用的影响。全资源视角通过考虑铁和硼的路线依赖性迁移和增值利用来解决这些问题,将其行为与试剂消耗、残渣管理和潜在副产品回收联系起来。这种方法通过考虑协同元素回收和回收系统的整体可持续性,为回收路线选择提供了额外的见解。
本综述全面概述了从废钕铁硼磁体中回收稀土及相关有价值元素的研究最新进展。首先,总结了废钕铁硼磁体的来源、成分特征和资源潜力。然后,系统讨论了主要回收路线的开发状态和技术特征,包括直接再生、湿法和火法冶金工艺、电化学方法及新兴绿色系统。特别关注了不同回收体系中稀土元素和其他关联组分的分离机制、迁移行为和协同增值途径。重点通过阐明铁和硼在不同回收路线中的迁移、分离、回收和增值利用,将传统的以稀土为中心的观点拓展至全资源利用。各工艺在回收性能的基础上,进一步综合工艺安全性、二次流管理、环境影响和经济可行性进行评估,从而为路线选择和工业化实施提供更全面的依据。最后,讨论了关键挑战和未来方向,特别关注面向原料的工艺选择、试剂和资源循环、副产品增值以及闭环回收。本综述旨在为开发高效、清洁和可持续的废钕铁硼磁体回收系统提供有用的理论参考和结构化的研究视角。