廃棄ハードディスクドライブからレアアース元素を回収するプロセスの設計と最適化

アメリカ合衆国が電力および交通部門の脱炭素化を進める中、クリーンエネルギー技術がレアアース元素（REE）に依存することに伴う重大な課題を克服する必要があります。これらの元素の供給を増加させるための一つの可能なアプローチは、廃棄（EOL）ハードディスクドライブ（HDD）からREEを抽出することです。HDDには、風力タービンや電気自動車に必要な永続磁石の生産に不可欠な、ネオジウムやプラセオジウムといった最も重要なREEが含まれています。本研究では、EOL HDDからREEを回収するための最適な経路を見つけるために、スーパーストラクチャーベースのアプローチを提案します。スーパーストラクチャーは、15年間の正味現在価値（NPV）を最大化するように最適化されました。商業用レアアース酸化物の予測価格と、アメリカでのEOL HDDの予測量が見積もられ、モデルに使用されました。これらの予測を用いて、プラントが毎年アメリカでの個人用コンピュータEOL HDDの60%をリサイクルするという前提のもと、基本ケースの最適結果を確立しました。次に、プラントの生産開始前に生成されたEOL HDDのリサイクルを考慮するようにモデルが拡張されました。次に、異なるパラメータが事業の収益性や最適処理経路に与える影響を評価するための感度分析が実施されました。これらの結果を総合すると、REEリサイクル抽出の経済的実現可能性に関する貴重な洞察と将来の同様の分析を行うための方法を提供します。