การรีไซเคิลนิกเกิลมุ่งเป้าไปที่วัสดุสองประเภทหลัก ได้แก่ โลหะผสมนิกเกิลที่มีมูลค่าสูงและเศษนิกเกิล การรีไซเคิลโลหะผสมนิกเกิลที่มีมูลค่าสูงส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่ใบพัดกังหันเครื่องยนต์อากาศยาน ตาข่ายนิกเกิล-รูทีเนียมที่ใช้ในการแยกด้วยไฟฟ้าคลอร์-อัลคาไล ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้แล้วหรือของเหลวเสียจากกระบวนการบำบัดน้ำและการชุบด้วยไฟฟ้า ตัวเร่งปฏิกิริยาและอิเล็กโทรดนิกเกิลในอุตสาหกรรมเซลล์อิเล็กโทรไลต์ และตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ฐานนิกเกิลในอุตสาหกรรมการผลิตไฮโดรเจน ในการใช้งานเหล่านี้ นิกเกิลไม่ได้อยู่โดดเดี่ยว แต่ส่วนใหญ่มักจะจับตัวกับรีเนียม รูทีเนียม อิริเดียม โลหะกลุ่มแพลทินัม หรือธาตุหายาก ดังนั้น คุณค่าของการรีไซเคิลนิกเกิลจึงไม่ใช่แค่ "การขายเศษนิกเกิลตามราคานิกเกิล" แต่เป็นการ "แยกนิกเกิลและโลหะที่เกี่ยวข้องออกเป็นรูปแบบที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้" (อุตสาหกรรมเหล่านี้ยังมีวัสดุไทเทเนียมที่มีมูลค่าสูง สำหรับเส้นทางการรีไซเคิลไทเทเนียม โปรดดูภาพรวมอุตสาหกรรมเฉพาะ: " การเจาะลึกการรีไซเคิลไทเทเนียม ") วัสดุนิกเกิลที่มีมูลค่าต่ำกว่าอีกประเภทหนึ่ง ได้แก่ สแตนเลสและแบตเตอรี่ ความสำคัญของการรีไซเคิลเศษนิกเกิลประเภทนี้อยู่ที่การหมุนเวียนทรัพยากรและการควบคุมต้นทุนผ่านการประหยัดจากขนาด มากกว่ามูลค่าต่อตัน
โลหะผสมทนความร้อนสูงที่ใช้ในใบพัดกังหันเครื่องยนต์อากาศยานและกังหันก๊าซมีเมทริกซ์เป็นนิกเกล (50–70% โดยน้ำหนัก) และผสมกับโลหะทนความร้อนสูงที่มีมูลค่าสูง เช่น รีเนียม แทนทาลัม และทังสเตน อุปสรรคสำคัญในการรีไซเคิลวัสดุเหล่านี้ไม่ใช่ "ปริมาณนิกเกลที่มีอยู่" แต่เป็นโครงสร้างจุลภาคที่หนาแน่นมากของโลหะผสมและความต้านทานต่อการกัดกร่อนของกรดและด่าง การบดและการสลายตัวเป็นความท้าทายอย่างมากในตัวเอง วัตถุประสงค์หลักของการรีไซเคิลคือการรักษาคุณค่าให้ได้มากที่สุดจากนิกเกลและโลหะสำคัญที่เกี่ยวข้อง เช่น รีเนียมและโคบอลต์ ในขณะที่จัดการกับองค์ประกอบของโลหะผสมที่ซับซ้อน
กระบวนการถลุงโลหะด้วยความร้อนสูง (Pyrometallurgy) กู้คืนนิกเกลโดยการหลอมโลหะผสมเศษเหลือที่อุณหภูมิสูงเพื่อผลิตโลหะขั้นต้น ซึ่งมีอัตราการกู้คืนนิกเกลอยู่ที่ 88–97% ข้อเสียคือการใช้พลังงานสูงและมีข้อจำกัดในการเลือกโลหะอื่นๆ ส่วนกระบวนการถลุงโลหะด้วยสารละลาย (Hydrometallurgy) ใช้การชะล้างด้วยกรด/ด่างร่วมกับการแยกและการทำให้บริสุทธิ์ อัตราการสกัดนิกเกล รีเนียม และโคบอลต์สามารถสูงถึง 92–99% และประสิทธิภาพการตกตะกอนของโคบอลต์/นิกเกลออกซาเลตอยู่ที่ 95–99% อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปแล้วต้องมีการบดก่อนและเกี่ยวข้องกับกระบวนการที่ค่อนข้างยาวนาน กระบวนการผสมผสานระหว่างการถลุงโลหะด้วยความร้อนสูงและกระบวนการถลุงโลหะด้วยสารละลายจะเปลี่ยนโครงสร้างของวัสดุก่อนโดยการเผาด้วยออกซิเดชันหรือด่าง ในกระบวนการทั่วไป หลังจากที่โลหะผสมอุณหภูมิสูงทำปฏิกิริยากับอนุภาคอะลูมิเนียมที่ 1500°C อัตราการชะล้างนิกเกลในขั้นตอนแรกคือ 95% และอัตราการชะล้างรีเนียมในขั้นตอนที่สองคือ 99% เพื่อแก้ไขปัญหา "ไม่สามารถย่อยสลายได้" และ "ไม่สามารถชะล้างได้" ซึ่งเป็นปัญหาที่พบในวิธีการแบบดั้งเดิม กระบวนการซัลไฟเดชันใช้ประโยชน์จากความต้านทานต่ำของโลหะผสมนิกเกลต่อการกัดกร่อนของกำมะถัน โดยจะเปลี่ยนโลหะให้เป็นซัลไฟด์ก่อน ซึ่งมีความแข็งต่ำกว่าโลหะผสมดั้งเดิมมาก จากนั้นจึงชะล้างด้วยกรดไฮโดรคลอริก (HCl) ทำให้ได้อัตราการกู้คืนเหล็ก 97.6% และนิกเกล 98.1% ส่วนโมลิบเดนัมสามารถกู้คืนได้แยกต่างหากโดยการเผาและการชะล้างด้วยด่าง การละลายด้วยไฟฟ้าเคมีแบบแอโนดก็กำลังก้าวจากห้องปฏิบัติการไปสู่ระดับอุตสาหกรรมเช่นกัน ในระบบ HCl 100 กรัม/ลิตร ความเข้มข้นของนิกเกลสามารถสูงถึง 72.11 กรัม/ลิตร ทำให้เหมาะสำหรับการแปรรูปวัสดุที่ได้จากการกู้คืนโลหะผสมนิกเกลที่มีพื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่ เช่น เศษโลหะจากการกลึงและฝุ่นจากการเจียร
เหล็กกล้าไร้สนิมเป็นแหล่งรีไซเคิลนิกเกลที่ใหญ่ที่สุด คิดเป็นประมาณ 80% ของการบริโภคนิกเกลในอุตสาหกรรมปลายน้ำ อย่างไรก็ตาม เหตุผลในการรีไซเคิลนิกเกลจากเหล็กกล้าไร้สนิมนั้นแตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากการรีไซเคิลโลหะผสมที่มีมูลค่าสูง เป้าหมายไม่ใช่การรักษาคุณสมบัติเฉพาะด้านประสิทธิภาพสูง แต่เป็นการกู้คืนเหล็ก โครเมียม และนิกเกลร่วมกันในปริมาณมากและต้นทุนต่ำ วัสดุหลักสำหรับการรีไซเคิลเศษนิกเกลในภาคส่วนนี้ ได้แก่ ฝุ่นที่เกิดขึ้นระหว่างการถลุงและการแปรรูป กากตะกอนจากการดอง ฝุ่นเถ้าจากการดักจับฝุ่น และเศษเหล็กกล้าไร้สนิมที่เหลือใช้
การลดด้วยความร้อนสูงและการแยกด้วยการหลอมเป็นวิธีการหลักในการแปรรูปฝุ่นสแตนเลส (SSD) กากตะกอนจากการดองและเถ้าจากการเก็บรวบรวมฝุ่นจะถูกผสม อัดเป็นเม็ด และเผาผนึกก่อนที่จะป้อนเข้าเตาหลอมไฟฟ้าเพื่อทำการหลอม การลดด้วยเตาเหนี่ยวนำร่วมกับการเติมเฟอร์โรซิลิคอนทำให้ได้อัตราการกู้คืนรวมประมาณ 95% สำหรับเหล็ก โครเมียม นิกเกล และโมลิบเดนัม สายการผลิตในยุโรปใช้วิธีการที่ตรงกว่า: หน่วย Recyco ของ Aperam ซึ่งดำเนินการอยู่ที่โรงงาน Isbergues ในฝรั่งเศส ใช้เตาหลอมไฟฟ้าโดยเฉพาะเพื่อแปรรูปฝุ่นและกากตะกอนจากโรงหลอมสแตนเลส เพื่อกู้คืนนิกเกล โครเมียม และโมลิบเดนัมเป็นเฟอร์โรอัลลอย ซึ่งจะถูกส่งกลับไปยังโรงหลอมของบริษัทเองเพื่อทดแทนนิกเกลหลัก กระบวนการหลอมโลหะด้วยความร้อนและกระบวนการหลอมโลหะด้วยน้ำแบบบูรณาการ ช่วยเพิ่มอัตราการฟื้นตัวของนิกเกลจาก 82% เป็น 91% และโครเมียมจาก 75% เป็น 86% ทำให้เศษโลหะคุณภาพต่ำที่มีปริมาณนิกเกลต่ำกว่า 3% สามารถนำกลับมาใช้ประโยชน์ได้ ส่วนกระบวนการหลอมโลหะด้วยน้ำแบบเสริมนั้น มุ่งเป้าไปที่ของเหลวเสียจากการดองและตะกอนละเอียด โดยใช้การชะล้างด้วยกรดหรือการฟอกไตแบบแพร่กระจายเพื่อกู้คืนกรดและไอออนโลหะ กระบวนการนี้ทำหน้าที่เป็นส่วนเสริมของกระบวนการหลอมโลหะด้วยความร้อน เหมาะสำหรับวัสดุที่มีองค์ประกอบซับซ้อนและปริมาณการแปรรูปที่น้อยกว่า
เป้าหมายหลักของการกู้คืนในกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสคลอร์-อัลคาไล คือตาข่ายนิกเกล-รูทีเนียมซึ่งประกอบด้วยพื้นผิวนิกเกลบริสุทธิ์ที่มีการเคลือบผิวด้วยโลหะมีค่าอย่างรูทีเนียม มูลค่าของนิกเกลในอิเล็กโทรดเหล่านี้ไม่สามารถกำหนดได้จากราคาของ "เศษนิกเกล" พื้นผิวของนิกเกลทำหน้าที่เป็นเพียงตัวนำ ในขณะที่มูลค่าหลักที่แท้จริงอยู่ที่รูทีเนียม ดังนั้น วิธีการทางเทคนิคจึงไม่ใช่การ "หลอมเพื่อกู้คืนนิกเกล" แต่เป็นการแยกชั้นเคลือบออกจากพื้นผิวอย่างระมัดระวังก่อน แล้วจึงกู้คืนทั้งสองส่วนแยกกัน
กระบวนการลอกชั้นเคลือบโลหะมีค่าขั้นสูงเกี่ยวข้องกับการนำอิเล็กโทรดที่ใช้แล้วไปแช่ในกรดเจือจางและใช้รังสีอัลตราโซนิกเพื่อแยกชั้นเคลือบโลหะมีค่าออกจากพื้นผิวโลหะนิกเกิล การควบคุมระยะเวลาการฉายรังสีมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อกระบวนการนี้ หลังจากลอกชั้นเคลือบออกแล้ว จะผ่านกระบวนการลอก การสกัด และการกลั่น และรูทีเนียมจะถูกทำให้บริสุทธิ์เป็นรูทีเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูงเพื่อกลับเข้าสู่กระบวนการอุตสาหกรรม ในขณะที่พื้นผิวโลหะนิกเกลจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่เป็นวัสดุนิกเกล ในระดับอุตสาหกรรม ระบบวงปิดข้ามบริษัทได้เริ่มดำเนินการแล้ว: ในโครงการร่วมที่เปิดตัวในเดือนกุมภาพันธ์ 2025 โนเบียนจัดหาอิเล็กโทรดอิเล็กโทรไลต์ที่หมดอายุการใช้งาน มาสเตอร์เมลต์และฟุรุยะ เมทัลรับผิดชอบในการลอกตัวเร่งปฏิกิริยาออกจากอิเล็กโทรดและสกัดและกลั่นโลหะมีค่า อาซาฮี คาเซอิแปรรูปโลหะมีค่าที่กู้คืนได้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่เคลือบลงบนอิเล็กโทรดใหม่ และโนเบียนจะนำอิเล็กโทรดที่รีไซเคิลเหล่านี้ไปใช้สำหรับการอิเล็กโทรไลซิสในน้ำเกลือ บริษัท Nobian ยืนยันว่ารูทีเนียมและอิริเดียมส่วนใหญ่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ พร้อมกับไทเทเนียมและนิกเกล เพื่อผลิตอิเล็กโทรดและโครงเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้าแบบรีไซเคิลใหม่ บริษัท Asahi Kasei เชื่อว่าโมเดลนี้สามารถขยายไปสู่การรีไซเคิลชิ้นส่วนของระบบแยกน้ำด้วยไฟฟ้าเพื่อผลิตไฮโดรเจนสีเขียวได้
ในโรงบำบัดน้ำเสียและโรงงานชุบโลหะด้วยไฟฟ้า นิกเกิลส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปของไอออนที่ละลายอยู่ (ในของเหลวเสียจากการชุบโลหะด้วยไฟฟ้า) หรือในรูปของตะกอน/ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้แล้ว องค์ประกอบของนิกเกิลมีความซับซ้อน มักมีเหล็ก อะลูมิเนียม ทองแดง และโครเมียมอยู่ด้วย หัวใจสำคัญของเทคโนโลยีการรีไซเคิลนิกเกิลไม่ได้อยู่ที่ "ว่าจะสามารถชะล้างนิกเกลออกมาได้หรือไม่" แต่ขึ้นอยู่กับวิธีการทำให้บริสุทธิ์นิกเกลให้ได้เกรดที่ใช้งานได้ภายในช่วงความคัดเลือกที่มีสิ่งเจือปนหลายชนิดอยู่ร่วมกัน นิกเกลที่ได้คืนมามักอยู่ในรูปของผลิตภัณฑ์ เช่น นิกเกลซัลเฟตและนิกเกลไฮดรอกไซด์ ซึ่งสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ในการชุบโลหะด้วยไฟฟ้าหรือเป็นสารตั้งต้นสำหรับแบตเตอรี่ได้
สำหรับการจัดการตะกอนจากการชุบโลหะด้วยไฟฟ้า กระบวนการชะล้างด้วยกรด-การตกตะกอนด้วยออกซิเดชัน-การสกัดด้วยตัวทำละลาย เป็นวิธีการที่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพ การชะล้างด้วยกรดซัลฟิวริกจะทำให้โลหะนิกเกล ทองแดง เหล็ก และอะลูมิเนียมละลายในสารละลาย จากนั้นการสกัดด้วย P2O4 จะแยกเหล็กและอะลูมิเนียมออกจากสารละลาย ทำให้ได้อัตราการกำจัดเหล็กเกือบ 100% และอัตราการกำจัดอะลูมิเนียม 99.5% ในขณะที่จำกัดการสูญเสียนิกเกลไว้ที่ประมาณ 16% กากที่เหลือจากการสกัดจะถูกนำไปสกัดนิกเกลเพิ่มเติมโดยใช้ HBL 110 ทำให้ได้อัตราการกู้คืนนิกเกล 98.5% และได้ผลิตภัณฑ์นิกเกลซัลเฟตเกรดอุตสาหกรรมที่มีนิกเกล 24.4% หากเป้าหมายคือการผลิตนิกเกลเกรดสำหรับการชุบโลหะด้วยไฟฟ้า การสกัดด้วย P2O4 ตามด้วยการกำจัดสิ่งเจือปน การระเหย และการตกผลึก จะได้ผลึก NiSO₄ ที่มีนิกเกล 25.4% โดยน้ำหนัก ซึ่งสามารถนำกลับไปใช้ในกระบวนการชุบนิกเกลทางเคมีได้โดยตรง ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้แล้วจะถูกนำไปผ่านกระบวนการชะล้างแบบเลือกเฉพาะ: ระบบแอมโมเนีย-แอมโมเนียมคลอไรด์สามารถชะล้างนิกเกลออกจากตัวเร่งปฏิกิริยาไฮโดรจีเนชันได้ และเมื่อรวมกับสารสกัดคีเลต (เช่น LIX65N) จะได้ผลิตภัณฑ์นิกเกิลที่มีความบริสุทธิ์มากกว่า 99.5% ปัจจุบันกำลังมีการประเมินตัวทำละลายยูเทคติกและของเหลวไอออนิกเป็นทางเลือกแทนกรดแก่และเบสแก่ โดยมีเป้าหมายเพื่อการสกัดแบบเลือกเฉพาะจากตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้แล้วและกากตะกอนจากการชุบโลหะด้วยไฟฟ้า เพื่อลดภาระในการบำบัดน้ำเสียปลายทาง
ในเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้าแบบ PEMและเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้าอุณหภูมิสูง นิกเกลจะอยู่ในรูปของตัวเร่งปฏิกิริยาหรือวัสดุที่ใช้งานบนอิเล็กโทรด โดยทั่วไปจะอยู่ร่วมกับโลหะกลุ่มแพลทินัมอื่นๆ (แพลทินัม อิริเดียม รูทีเนียม) และธาตุหายาก ความท้าทายในการกู้คืนนิกเกลไม่ได้อยู่ที่การละลายทางเคมี แต่เป็นการแยกทางกายภาพ: ตัวเร่งปฏิกิริยาจะตกตะกอนบนอิเล็กโทรดหรือวัสดุเมมเบรนในรูปของอนุภาคขนาดเล็กมาก โดยมีขนาดอนุภาคประมาณหนึ่งในร้อยของเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นผมมนุษย์ กระบวนการถลุงแบบดั้งเดิมไม่เหมาะสมกับงานนี้ และเทคโนโลยีล้ำสมัยมุ่งเน้นไปที่การแยกอนุภาคขนาดเล็กเหล่านี้อย่างมีประสิทธิภาพ
การสกัดอนุภาคด้วยของเหลวสองชนิดใช้ระบบหมุนเวียนตัวทำละลาย-น้ำเพื่อแยกตัวเร่งปฏิกิริยาแคโทดที่ไม่ชอบน้ำออกจากตัวเร่งปฏิกิริยาแอโนดที่ชอบน้ำโดยอาศัยความแตกต่างของความไม่ชอบน้ำ ส่วนการลอยตัวแบบรวมกลุ่มใช้สารยึดเกาะที่ไม่ชอบน้ำ—ซึ่งผลิตโดยใช้เทคโนโลยีอิมัลชันแบบพิเศษ—เพื่อรวมกลุ่มอนุภาคขนาดเล็กมากอย่างเลือกสรร จากนั้นจึงแยกออกโดยการเกาะติดของฟองอากาศ เทคโนโลยีการแยกอนุภาคละเอียดสองแบบนี้สามารถให้ผลลัพธ์อัตราการกู้คืนสูงถึง 90% สำหรับวัสดุสำคัญ เช่น แพลทินัม อิริเดียม พัลลาเดียม ธาตุหายาก และนิกเกล เครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้าอุณหภูมิสูง (SOEC) ใช้นิกเกลและธาตุหายากเป็นวัสดุตัวเร่งปฏิกิริยาหลัก ซึ่งแตกต่างจากระบบโลหะกลุ่มแพลทินัมในเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้า PEM ในแง่ของวัสดุเป้าหมายสำหรับการกู้คืน อย่างไรก็ตาม หลักการเบื้องหลังการแยกอนุภาคละเอียดนั้นยังคงเหมือนเดิม ในด้านบริการอุตสาหกรรม ขอบเขตการรีไซเคิลของ Heraeus ครอบคลุมถึง MEA, CCM, แผ่นไบโพลาร์ และชั้นขนส่งที่มีรูพรุนจากเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้าและเซลล์เชื้อเพลิง รวมถึงของเสียจากการผลิต กลไกบัญชีโลหะของบริษัทช่วยให้ลูกค้าสามารถนำโลหะที่นำกลับมาใช้ใหม่เข้าบัญชีของตน ซึ่งสามารถนำไปใช้ชดเชยการซื้อผลิตภัณฑ์ใหม่ ขายคืนในราคาตลาด หรือถอนออกมาเป็นโลหะจริงได้ จึงเป็นการบูรณาการการนำนิกเกลกลับมาใช้ใหม่เข้ากับการจัดการสินทรัพย์โลหะของลูกค้า
การรีไซเคิลนิกเกิลในภาคการผลิตไฮโดรเจนแสดงให้เห็นลักษณะเด่นของระบบรีไซเคิลแบบวงปิดอย่างชัดเจน กล่าวคือ เป้าหมายไม่ใช่เพียงแค่การสกัดนิกเกล แต่เป็นการแปลงนิกเกลที่กู้คืนมาให้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาไฟฟ้าที่ใช้งานได้ และนำกลับไปติดตั้งในเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้าอีกครั้ง การแยกน้ำด้วยไฟฟ้าแบบด่าง การแยกน้ำด้วยไฟฟ้าแบบ AEM และการแยกน้ำทะเลด้วยไฟฟ้า ล้วนพึ่งพาตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีนิกเกลเป็นองค์ประกอบหลัก ในขณะที่อุตสาหกรรมการชุบโลหะด้วยไฟฟ้าก็สร้างน้ำเสียที่มีนิกเกลเป็นส่วนประกอบในปริมาณมาก ทำให้เกิดการเชื่อมโยงโดยตรงระหว่าง "ของเสียกับวัสดุที่ใช้งานได้" ระหว่างทั้งสองภาคส่วน
ด้วยวิธีการสังเคราะห์ด้วยความร้อนและน้ำที่ปรับขนาดได้ Ni(OH)₂ และ NiO ถูกนำกลับมาใช้ใหม่จากน้ำเสียจากการชุบนิกเกิล และใช้โดยตรงเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาไฟฟ้าที่ขั้วบวกในเซลล์การแยกน้ำด้วยไฟฟ้าแบบเมมเบรนแลกเปลี่ยนไอออนลบ (AEMWE) เซลล์ AEMWE ที่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลที่นำกลับมาใช้ใหม่เหล่านี้แสดงประสิทธิภาพเทียบเท่ากับขั้วบวกนิกเกิลอ้างอิงที่ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าระดับอุตสาหกรรม โดยมีการลดแรงดันไฟฟ้าของเซลล์สูงสุด 0.25 V เมื่อเทียบกับปฏิกิริยาการเกิดออกซิเจน การประเมินวัฏจักรชีวิตยืนยันว่าการรวมการออกซิเดชันของยูเรียกับการกู้คืนตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลสามารถลดปริมาณ CO₂ ของการผลิตไฮโดรเจนได้อย่างมีนัยสำคัญ การใช้น้ำเสียจากการชุบนิกเกิลเป็นวัตถุดิบ ทำให้สามารถเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาแบบอสัณฐานที่มีนิกเกิลเป็นองค์ประกอบได้อย่างรวดเร็วผ่านการตกตะกอนด้วยไฟฟ้าที่มีความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าสูง กระบวนการนี้ช่วยให้สามารถผลิตแอมโมเนียได้พร้อมกันผ่านการรีดิวซ์ไนเตรตด้วยไฟฟ้าและการกู้คืนไอออนนิกเกิล จึงเป็นการบูรณาการการบำบัดน้ำเสียและการสังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยาเข้าไว้ในกระบวนการเดียว วิธีการนำนิกเกลกลับมาใช้ใหม่ในกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสของน้ำทะเลในปัจจุบันส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการสร้างใหม่บนพื้นผิวอิเล็กโทรดและการนำไอออนโลหะที่ละลายกลับมาใช้ใหม่โดยกระบวนการตกตะกอนด้วยไฟฟ้า แม้ว่าวิธีการนี้ยังห่างไกลจากระบบวงปิดที่สมบูรณ์แบบซึ่งเกี่ยวข้องกับการ "รีไซเคิลตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้แล้วและนำกลับมาใส่ในเซลล์อิเล็กโทรไลซิสของน้ำทะเล" แต่ตรรกะการรีไซเคิลวัสดุของตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีนิกเกลเป็นองค์ประกอบในเส้นทางนี้สอดคล้องกับระบบ AEM นิกเกลและโคบอลต์ที่นำกลับมาใช้ใหม่จากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่หมดอายุการใช้งานยังสามารถแปลงเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีนิกเกลเป็นองค์ประกอบซึ่งจำเป็นสำหรับปฏิกิริยาการผลิตไฮโดรเจนได้ ในที่นี้ การนำโลหะผสมนิกเกลและเศษนิกเกลจากแบตเตอรี่กลับมาใช้ใหม่จะเชื่อมโยงกับห่วงโซ่อุปทานของตัวเร่งปฏิกิริยาการผลิตไฮโดรเจน
การผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ (Additive Manufacturing หรือ AM) กำลังเปลี่ยนแปลงกลไกการกำหนดราคาของการรีไซเคิลนิกเกิลจากโลหะผสมทนความร้อนสูง ในขณะที่วิธีการแบบดั้งเดิมลดคุณภาพของเศษโลหะผสมให้กลายเป็นวัตถุดิบสำหรับการถลุงโลหะทั่วไป วิธีการในปัจจุบันเกี่ยวข้องกับการยกระดับเศษโลหะผสมทนความร้อนสูงที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลักจากเครื่องยนต์อากาศยานและกังหันก๊าซให้กลายเป็นผงสำหรับงานพิมพ์ 3 มิติโดยตรง บริษัท 6K Additive ได้ลงนามในข้อตกลงจัดหาทั่วโลกในระยะยาวกับ Siemens Energy โดยที่ Siemens Energy จะจัดหาผงโลหะผสมนิกเกิลที่เป็นของเสียที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุให้กับ 6K Additive โดยใช้ระบบพลาสมาไมโครเวฟ UniMelt 6K Additive จะแปลงของเสียเหล่านี้ให้เป็นผงที่เหมาะสมสำหรับการนำกลับมาใช้ใหม่ในกระบวนการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ จนถึงปัจจุบัน มีการแปรรูปวัสดุไปแล้วเกือบ 20 ตัน และการประเมินวัฏจักรชีวิตแสดงให้เห็นว่ากระบวนการนี้ช่วยลดการใช้พลังงานและการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้มากกว่า 90% เมื่อเทียบกับการผลิตโลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลักแบบดั้งเดิม ในช่วงห้าเดือนสุดท้ายของปี 2024 บริษัท Continuum Powders ได้นำเศษนิกเกิลจำนวน 16,182 กิโลกรัมจากโรงงานซ่อมบำรุงกังหันของ Siemens Energy กลับมาแปรรูปเป็นผงโลหะเกรดอุตสาหกรรมโดยใช้กระบวนการทำให้เป็นอะตอมด้วยพลาสมา ปัจจุบัน Siemens Energy กำลังประเมินการนำผงรีไซเคิลนี้กลับไปใช้ในกระบวนการผลิตของตนเอง รูปแบบการกำหนดราคาสำหรับเศษโลหะผสมทนความร้อนสูงกำลังเปลี่ยนจาก "อิงตามปริมาณโลหะ" ไปเป็น "อิงตามประสิทธิภาพที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ของผง"
สัญญาณของการพัฒนาเชิงพาณิชย์ใน ภาคส่วน คลอร์-อัลคาไลมาจากการนำระบบวงปิดแบบบูรณาการข้ามองค์กรมาใช้ โครงการร่วมระหว่าง Asahi Kasei, Nobian, Furuya Metal และ Mastermelt ได้เข้าสู่ขั้นตอนการสาธิตแล้ว ปัญหาหลักไม่ได้อยู่ที่นิกเกลเอง แต่เป็นเรื่องที่ว่าความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจของการรีไซเคิลรูทีเนียมและอิริเดียมไม่เพียงพอที่จะรักษาการทำงานอย่างต่อเนื่องของระบบวงปิดอิเล็กโทรดทั้งหมด
ความแตกต่างระหว่างการบำบัดน้ำเสียและการชุบโลหะด้วยไฟฟ้าเกิดขึ้นในระดับผลิตภัณฑ์: โครงการที่ยังคงอยู่ในขั้นตอน "การบำบัดของเสีย + การกู้คืนโลหะดิบ" จะดำเนินการโดยคิดค่าธรรมเนียมการกำจัดบวกกับส่วนต่างราคาโลหะ ในขณะที่โครงการที่ก้าวไปสู่การผลิตนิกเกิลซัลเฟตเกรดสำหรับการชุบโลหะด้วยไฟฟ้าหรือเกรดสำหรับแบตเตอรี่จะกำหนดอัตรากำไรตามความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์ โครงการหลังนี้มีเกณฑ์เงินทุนที่สูงกว่า แต่ก็มีความภักดีของลูกค้าที่แข็งแกร่งกว่าเช่นกัน
การนำเซลล์อิเล็กโทรไลต์ไปใช้ในเชิงพาณิชย์มีสองแนวทาง ได้แก่ การรีไซเคิลเซลล์ทั้งหมด หรือการถอดชิ้นส่วนเพื่อนำวัสดุเฉพาะที่ต้องการกลับมาใช้ใหม่ การถอดชิ้นส่วนเซลล์อิเล็กโทรไลต์ทั้งหมดเพื่อรีไซเคิลมักจะมีราคาสูงกว่า! บริษัท DONGSHENG Precious Metals Recyclingเสนอราคาสำหรับเศษไทเทเนียมและนิกเกลจากเซลล์อิเล็กโทรไลต์ที่สูงกว่าราคาตลาดถึง 15%
ในด้านการผลิตไฮโดรเจน กระบวนการแบบวงปิดของ "นิกเกลรีไซเคิล → ตัวเร่งปฏิกิริยาการผลิตไฮโดรเจน" ได้ผ่านการพิสูจน์แนวคิดและการสาธิตในระดับกิโลกรัมแล้ว แต่ยังไม่มีหน่วยงานเชิงพาณิชย์อิสระใดเกิดขึ้นมาโดยมีตัวเร่งปฏิกิริยาการผลิตไฮโดรเจนจากนิกเกลรีไซเคิลเป็นผลิตภัณฑ์หลัก แนวทางที่สมจริงกว่าในระยะสั้นคือการบูรณาการเข้ากับโรงบำบัดน้ำเสียจากการชุบโลหะด้วยไฟฟ้าและผู้ให้บริการรีไซเคิลเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้าที่มีอยู่แล้ว: บริษัทชุบโลหะด้วยไฟฟ้าส่งมอบน้ำเสียที่มีนิกเกิลให้กับผู้รีไซเคิลเฉพาะทาง ซึ่งจะผลิตสารตั้งต้นของตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบ แล้วขายให้กับผู้ผลิตตัวเร่งปฏิกิริยาหรืออิเล็กโทรดสำหรับการแยกน้ำด้วยไฟฟ้า
ภาษา
