Recycling von Neodym-Magneten aus Computerlaufwerken mit Ammoniumchlorid
Deutsche Forschende passen im Projekt NEO-CYCLE ein patentiertes Recyclingverfahren an, um Seltene Erden ohne herkömmliche Salzsäure zurückzugewinnen
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Deutsche Forschende entwickeln zwei chemische Verfahren, um Neodym, Eisen und Bor aus ausrangierten Computerfestplatten zu gewinnen. Die Arbeiten im Rahmen des EU-Projekts NEO-CYCLE zielen darauf ab, Seltene Erden lokal zurückzugewinnen, um Motoren für jedes neue Elektrofahrzeug und jede neue Windturbine zu versorgen, ohne auf die Raffinerien im Ausland angewiesen zu sein.
Anpassung eines patentierten Recyclingverfahrens für Leuchtstoffröhren an Permanentmagnete
Rund 90 Prozent des Neodym-Bedarfs Europas stammen aus China, wie das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) mitteilt. Zudem werden erhebliche Mengen europäischen Magnetschrotts zur chemischen Aufbereitung nach China verschifft, bevor die Unternehmen die raffinierten Verbindungen zurückkaufen. Um diesen Kreislauf zu durchbrechen, haben Forschende der TU Bergakademie Freiberg einen Ansatz aus einem bestehenden Patent angepasst, das ursprünglich für die Behandlung von Leuchtstoffröhren entwickelt wurde – eine Erfindung, die nun für Elektroschrott nutzbar gemacht wird, wie Interesting Engineering berichtet.
Das Verfahren beruht auf Feststoffchlorierung. Statt den Schrott in herkömmlicher Salzsäure zu baden, mischen die Ingenieure pulverisierte Neodym-Eisen-Bor-Magnete mit festem Ammoniumchlorid. Beim Erhitzen der Mischung werden die Metalle in trockene Metallchloride umgewandelt und eine konzentrierte Ammoniaklösung freigesetzt. Labortests zeigen, dass diese Reaktion nahezu alle Metalle aus dem Magnetabfall extrahiert und dabei geringere Chemikalienmengen benötigt als die Laugung mit flüssiger Säure.
Elektrochemische Extraktion trennt Bor vor der Hydrometallurgie ab
Neben der Feststoffchlorierung erprobt das Forschungsteam einen elektrochemischen Weg zur Verarbeitung von Festplattenabfällen. Die Techniker geben pulverisierten Magnetschrott in einen elektrochemischen Reaktor, der mit verdünnter Schwefelsäure als Elektrolyt gefüllt ist. Durch die elektrische Reaktion wird Bor in einen separaten Flüssigkeitsstrom überführt, der anschließend für Industriekunden in der Chemie- und Pharmabranche aufkonzentriert werden kann.
Nach der jeweiligen ersten Reaktion setzen Chemiespezialisten des Fraunhofer IKTS eine selektive hydrometallurgische Aufbereitung ein. In dieser zweiten Stufe werden Neodym und Eisen zu hochreinen Salzverbindungen isoliert. Die zurückgewonnenen Metallsalze liefern Ausgangsstoffe für die Düngemittelproduktion, die Wasserstofferzeugung und die Herstellung neuer Legierungen und unterstützen damit Nachhaltigkeitsziele der Kreislaufwirtschaft in mehreren Fertigungsbranchen.
Von Laborversuchen zur Pilotanlage für die Rückgewinnung
Die auf vier Jahre angelegte Initiative NEO-CYCLE läuft im Förderprogramm Horizon Europe der Europäischen Union. Nach Abschluss der Versuche im Labormaßstab an ausrangierten Computerlaufwerken bereitet das Konsortium Planung und Bau einer industriellen Pilotanlage vor, um den kontinuierlichen Durchsatz unter Fabrikbedingungen zu testen und die Innovation der Kreislaufwirtschaft in Europa voranzubringen.
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