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科学与社会

旧硬盘里的磁铁,离第二座稀土矿还有多远

一块报废电脑硬盘里,藏着一小块强磁铁。它可以被拆出来,却很难自动变成下一台电机所需的钕。2026年10月13日,一支由北京科技大学、斯图加特大学、北京大学等机构研究者组成的团队报告:他们把废硬盘里的钕铁硼磁铁接入高温电解槽,取出了含钕的金属合金。实验给出的一个数字是98.4%。

约 5 分钟

AI概念示意,非研究数据或实验现场

一块报废电脑硬盘里,藏着一小块强磁铁。它可以被拆出来,却很难自动变成下一台电机所需的钕。2026年10月13日,一支由北京科技大学、斯图加特大学、北京大学等机构研究者组成的团队报告:他们把废硬盘里的钕铁硼磁铁接入高温电解槽,取出了含钕的金属合金。实验给出的一个数字是98.4%。但要理解这项进展,第一步恰恰是不要把这个数字误读为「废磁铁的98.4%已被产业化回收」。

一块磁铁,两道难题

钕铁硼磁铁并不只存在于旧硬盘。电机、风机和许多电子产品都使用永久磁铁。国际能源署在2026年的关键矿产展望中,把磁性稀土列为供应脆弱性值得警惕的一类材料;其回收报告又指出,报废永磁体的收集率仍低于15%,经济性也不容易算平。IEA 2026展望;IEA回收报告。

这其实是两道不同的题。第一道题发生在电解槽之外:谁把磁铁从复杂的废设备里拆出,分清成分,稳定地送来?第二道题才在槽内:拿到磁铁后,能不能高效地把其中的钕变成可收集的金属?

新论文主要回答第二道题。它没有凭一台设备解决废品收集、分选和回收工厂的全部问题。把两道题分开,才看得清这项研究真正移动了哪条边界。

不是把硬盘丢进熔盐

研究团队使用的原料,是从报废电脑硬盘中拆出的钕铁硼磁铁碎片。碎片接成阳极,镁棒做可消耗阴极;中间是高温熔盐。电解过程中,钕从磁铁中优先溶出,铁、硼等更多留在阳极残余物中。阴极上的钕和镁结合,形成液态镁—钕合金;液体从阴极脱开,落在槽底,因而比散落在盐里的固态沉积物更容易收集。原论文全文,P2–P5。

这个设计的关键,不是简单地给旧工艺换一种盐,而是改了「钕落在哪里、怎样被拿走」。论文回顾了此前氯化物熔盐电解的麻烦:在惰性阴极上,沉积的钕可能形成分散的固体,收集效率受影响;一些液态阴极长时间运行又会出现表面富集。可消耗镁阴极让含钕合金不断形成并脱离。研究者报告的操作温度为548至650摄氏度,仍然是需要严肃处理能耗、设备和安全条件的高温工艺,而不是一套可以摆在电子垃圾回收柜台里的小装置。

在论文的废硬盘磁铁实验中,团队报告阴极平均电流效率为98.4%,所测钕的整体回收率为90%至98%。这两个数字分母不同:前者衡量通过阴极的电荷有多少有效用于目标产物形成;后者衡量试验原料中的钕有多少最终进入回收产物。它们都不是「所有废磁铁已有九成以上被收集」的社会统计,更不是工厂规模的稳定产量。论文图3的电流密度组别中,0.75 A/cm²对应7次独立实验,其余三组各3次;这是理解实验强度必须保留的信息。论文图3与讨论,P4–P5。

为什么研究者要从硬盘做起

硬盘磁铁能提供真实报废原料,比只拿配好的高纯化学试剂更接近回收场景。论文显示,团队把磁铁拆开、破碎,再作为阳极;他们没有假装原料会自己整齐地走进电解槽。这一过程也暴露了产业问题:如果回收商拿到的是不同型号、不同镀层、不同稀土配方混杂的磁铁,今天对一种硬盘原料表现良好的电解条件,未必能原样复制。

这项研究的署名也有意思。共同第一作者Jiayang Wei、Weiyuqing He、Qiance Liu分别来自北京科技大学、斯图加特大学和北京大学;通讯作者Xin Lu、Shuqiang Jiao在北京科技大学。参与机构还包括中国科学院、北京理工大学、日本东北大学和荷兰代尔夫特理工大学。论文署名与隶属。这种跨材料、电化学、环境评估的合作,与论文要跨越的几道门槛一致。不过,论文署名不能替代人物采访。我们不知道研究者当时的具体工作场景,也不应编造他们看到合金液滴时的心情。

便宜和低碳,暂时写在情景里

除了电解实验,论文还有生命周期评估和技术经济分析。作者按1000安培、3000安培两种电解槽情景估算,每生产1公斤钕的气候影响约为17.36至18.18公斤二氧化碳当量;与论文选用的原生生产基准相比,约为后者的15%。在3000安培情景下,钕金属成本估算为每公斤90美元。论文图4与方法,P5–P7。

这里最重要的词是「估算」。论文没有公布一座已经运行的3000安培废磁铁回收工厂,也没有证明其全部原料、电价、维护和物流费用在各地都会符合模型。作者明确写到,工业槽的电压可能高于实验里的约0.7伏,试点规模验证、不同原料优化和与现有回收系统整合仍是下一步。若把情景成本写成「已经降到90美元」,就把研究中最需要验证的部分提前宣布完成了。

还要问:即使槽内过程有优势,原料从哪里来?国际能源署指出,现在稀土回收原料仍以制造过程中的损耗为主,报废永久磁铁因收集和经济性而受限。也就是说,电解槽内每提高一点效率,未必能自动弥补槽外缺少稳定供料的问题。研究团队的成果与IEA的报告是两种不同证据:前者测工艺、建模型,后者讲供应链背景。IEA没有替这项新工艺做独立复现实验。

「第二座矿」需要的不只是炼金术

还有路线选择。完整、干净、易分选的磁铁,可能适合直接再制造;破损或污染较重的磁铁,才更需要分解后回收金属。论文自己也提醒,材料回收通常是在再用或再制造不可行时的选项。这意味着新工艺并非要取代所有回收方法,而是给某类难处理的原料增加一种可能。论文限制段,P6。

对回收商而言,问题是拆解、分选和值得投入的稳定货源;对制造商而言,是回收金属的质量、价格与交付可靠性;对研究者而言,下一步不是再把一个漂亮百分比写进标题,而是让更复杂的废料进入试点设备,记录长时间运行、杂质、能耗和真实成本。对普通人而言,旧硬盘上的磁铁提醒我们:所谓「城市矿山」并不已经躺在仓库里,等人开采。矿能否成立,取决于采集与加工的整条链。

这篇论文的答案因此很具体,也足够重要:在实验条件下,废磁铁中的钕可以更有效地进入可收集的液态合金。它还没有给出另一个更大的答案:世界能否稳定地把分散在旧设备里的磁铁,变成真正可靠的第二供应链。把两者分开,既不低估实验室的一步,也不把未来当作已经交付的工厂。


资料:2026年原始论文全文;IEA关键矿产回收报告;IEA《Global Critical Minerals Outlook 2026》。本文未采访研究者,未取得工业试点数据。配图如使用:AI概念图,非论文实验装置或实测图像。本文为待人工预审稿,未获发布批准。

SOURCES / 参考来源

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