Seltene Erden (SE) machen unsere Smartphones, LEDs, Elektromotoren und Windkraftanlagen leistungsfähig. Nach element- und hochreiner Aufbereitung werden sie fast ausschließlich in zahlreichen Hochtechnologiebereichen und Energiespartechnologien eingesetzt. Unter dem Begriff Seltene Erden werden Lanthan und die im Periodensystem auf das Lanthan folgenden Elemente Cer, Praseodym, Neodym, Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, Lutetium einschließlich des chemisch ähnlichen Elements Yttrium zusammengefasst. Zwar werden die wertvollen Rohstoffe jeweils nur in sehr kleinen Mengen genutzt, ähnlich wie kostbare Gewürze beim Kochen, doch genau wie die Gewürze spielen auch die Seltenen Erden eine entscheidende Rolle.
China dominiert die Bergwerksförderung
China dominiert mit über 60 Prozent die Bergwerksförderung und mit etwa 90 Prozent die Raffinadeproduktion. Das größte europäische Vorkommen liegt in Schweden und auch in Sachsen wurde vor etwa zehn Jahren eine Lagerstätte entdeckt. Bis zur tatsächlichen Förderung könnte es allerdings noch Jahre dauern. Entsprechende Zulassungsverfahren sind langwierig. Und auch dann ist fraglich, inwieweit sich ein großflächiger Abbau und Export in Europa wirtschaftlich lohnt.
Aus ökologischen und auch ökonomischen Gründen ist ein Recycling, zum Beispiel aus verbrauchten Magneten, evident. Neodym-Eisen-Bor Magnete (abgekürzt NdFeB-Magnete), auch als Supermagnete bezeichnet, sind eine Schlüsselkomponente in den energieeffizientesten Elektromotoren und Generatoren. Seltene Erden wie Noedym, Dysprosium und Praseodym kommen damit in zahlreichen Elektrogeräten vor. Da Deutschland und die Europäische Union auf den Import dieser Elemente angewiesen sind, besitzt die effektive Nutzung von Sekundärquellen eine herausragende kreislaufwirtschaftliche Bedeutung.
Weniger als ein Prozent in Europa bisher recycelt
Die Rückgewinnung aus Altmagneten könnte ein alternativer Ansatz sein, um den Mangel an SE auf dem Markt auszugleichen. Darüber hinaus ist die Entwicklung eines nachhaltigen und wirtschaftlich tragfähigen Recyclingprozesses für SE aus NdFeB-Magneten erforderlich, um die Abhängigkeit der Industrie vom (chinesischen) Bergbau einzuschränken. Eine effiziente Rückgewinnung von SE erfordert die Entwicklung einer umweltverträglichen, vollständig integrierten und logistisch einwandfreien Strategie. Dazu gehört unter anderem, die Demontage, Sortierung, Vorverarbeitung und Behandlung der alten Magneten. Derzeit werden in Europa weniger als ein Prozent der SE recycelt. Ursachen sind die nicht vorhandene Sammellogistik und fehlende strategische Informationen über die Menge der gebrauchten Materialien. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Instituts für Metallurgische Prozesstechnik und Metallrecycling an der RWTH Aachen (IME) haben unter dem Dach des AiF-Mitglieds Stifterverband Metalle e.V. einen kombinierten hydro- (elektrochemisches Abscheiden) und pyrometallurgischen (Aufschmelzen) Prozess entwickelt, der auf einer ultraschallunterstützten selektiven Auslaugung basiert. Diese Technologie kann für das Recycling von verbrauchten Magneten und anderen Sekundärrohstoffen unter anderem von kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) genutzt werden. Die Ergebnisse dieses Projekts der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF), an dem sieben Unternehmen, darunter fünf KMU, im Projektbegleitenden Ausschuss beteiligt sind, können von allen interessierten mittelständischen Unternehmen genutzt werden. Das vorwettbewerbliche IGF-Vorhaben wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz mit öffentlichen Mitteln gefördert. (frd)
Forschungseinrichtung:
Institut für Metallurgische Prozesstechnik und Metallrecycling an der RWTH Aachen (IME)
Forschungsvereinigung:
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