Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Neodym- und Dysprosium-haltige Magnetwerkstoffe sind Schl\u00fcsselkomponenten f\u00fcr zukunftstr\u00e4chtige Anwendungen in der Windenergieerzeugung und der Elektromobilit\u00e4t. Die Versorgungssicherheit der beiden Metalle wird als kritisch eingestuft. Zugleich ist die Prim\u00e4rgewinnung energieintensiv und mit problematischen Emissionen verbunden (Fluorwasserstoff, Uran, Thorium).
\nIm Hinblick auf eine m\u00f6gliche R\u00fcckgewinnung aus Elektronikschrott werden mechanischen Aufbereitungsanlagen betrachtet. Hier werden diese Stoffe zusammen mit Eisen durch Magnetscheider abgetrennt und angereichert.
\nZiel des Projekts ist ein Verfahren mit dem Neodym-Magnete aus diesen Magnetfraktionen abgetrennt werden k\u00f6nnen.
\nDazu wird beispielhaft die entsprechende Fraktion aus einer Schredder-Anlage f\u00fcr alte Computerfestplatten untersucht.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenVoraussetzung f\u00fcr eine Abtrennung der magnetischen Materialien ist deren Entmagnetisierung. Im Rahmen der Literaturrecherche wurden dazu die Ansatzpunkte mechanische Zerkleinerung, Erhitzen \u00fcber den Curiepunkt und Hydrierung identifiziert.
\nDiese werden zun\u00e4chst modellhaft an Magneten untersucht, die durch manuelle Demontage von Festplatten erhalten wurden. Die optimale Entmagnetisierungsmethode wird anschlie\u00dfend auf reale Magnet-Fraktionen aus einer Schredder-Anlage \u00fcbertragen.
\nSo gewonnene Neodym-Konzentrate werden umfassend hinsichtlich der werthaltigen Ziel-Stoffe und der f\u00fcr die Aufbereitung zu neuen Produkten relevanten St\u00f6rstoffe analytisch charakterisiert.
\nAuf dieser Basis k\u00f6nnen die Aufbereitungskosten f\u00fcr derartige Konzentrate und in Verbindung mit den Kosten f\u00fcr die Abtrennung aus dem Ausgangsmaterial die Wirtschaftlichkeit einer R\u00fcckgewinnung beurteilt werden. <\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Technisches Trennverfahren<\/p>\n
Anhand einer mittels Magnetscheider gewonnenen Stahlfraktion aus der Datentr\u00e4ger-Vernichtung von Computerfestplatten wurde exemplarisch die Abtrennung von Neodym-Magneten untersucht. F\u00fcr die Abtrennung ist eine Entmagnetisierung erforderlich. Dazu wurden eine Hydrierung der Seltenen Erden (RE) und alternativ Erhitzen \u00fcber die Curie-Temperatur gepr\u00fcft. Hydrierung unter Druck hat das Potential f\u00fcr eine selektive Abtrennung, erfordert f\u00fcr eine vollst\u00e4ndige Erfassung des Magnetinventars aber einen hohen anlagentechnischen Aufwand, der Zweifel hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit des Ansatzes begr\u00fcndet. Eine Entmagnetisierung durch Erw\u00e4rmung \u00fcber die Curie-Temperatur in Verbindung mit einer mechanischen Zerkleinerung erlaubt dagegen die Abtrennung einer Feinfraktion mit einer h\u00f6heren Neodymkonzentration als in den derzeit ausgebeuteten Prim\u00e4rvorkommen und zus\u00e4tzlich 0,5 % Dy2O3. Der Ansatz ist mit moderatem Aufwand unter weitgehender Verwendung von Standardaggregaten der mechanischen Aufbereitung umsetzbar.<\/p>\n
Wirtschaftliche Gesichtspunkte<\/p>\n
Jenseits der im Rahmen des Kritikalit\u00e4tsdiskurses gehandelten Argumente geopolitischer und ressourcen\u00f6konomischer Provenienz sprechen auch wirtschaftlichen Gesichtspunkte daf\u00fcr, dass sich R\u00fcckgewinnungs-Prozesse f\u00fcr Seltene Erden aus Hartmagneten etablieren k\u00f6nnen, sobald Altmaterial in ausreichender Menge anf\u00e4llt. Im Vergleich zu prim\u00e4ren Erzen enth\u00e4lt der Sekund\u00e4rrohstoff ein wesentlich einfacheres Spektrum \u00fcberdies stark nachgefragte Seltenerd-Elemente. Angesichts des aufw\u00e4ndigen, verfahrenstechnisch schwierigen und sehr energieintensiven Trennprozesses zur Gewinnung von Einzelelementen k\u00f6nnen aus dem Recyclingprodukt mit geringerem Aufwand marktf\u00e4hige Produkte erzeugt werden, als in der Prim\u00e4rgewinnung. Die Verfahrenstechnik f\u00fcr die hydrochemische Aufbereitung von RE-Recyclingmaterial wurde von anderen Autoren bereits ausf\u00fchrlich untersucht und verspricht aus den genannten Gr\u00fcnden konkurrenzf\u00e4hige Produkte zu liefern. Zu Marktpreisen f\u00fcr RE-Oxide Mitte 2014 berechnet liegt das Wertsch\u00f6pfungspotential des Recyclingkonzentrates beim Vierfachen der Prim\u00e4rerze aus Bayan Obo.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Publikationen
\nM. V\u00f6lker, A. Weckerle, Abtrennung von Neodym-Magneten aus ferromagnetischem Schrott,
\nErzmetall – World of Metallurgy, 68(No. 1), 5-10 (2015), im Druck
\nPressemitteilung: EUWID Voraussichtlich 2015
\nProjektzusammenfassung: http:\/\/www.fem-online.de\/de\/content\/analytik<\/p>\n
Pr\u00e4sentationen
\nForschungskolloquium des Vereins f\u00fcr das FEM, Schw\u00e4bisch Gm\u00fcnd 27.11.2013
\nForschungskolloquium des Vereins f\u00fcr das FEM, Schw\u00e4bisch Gm\u00fcnd 20.11.2014<\/p>\n
Sonstiges
\nPers\u00f6nliche \u00dcbermittlung der Ergebnisse an einschl\u00e4gige Akteure\/Betreiber von mechanischen Aufbereitungsanlagen<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Neodym- und Dysprosium-haltige Magnetwerkstoffe sind Schl\u00fcsselkomponenten f\u00fcr zukunftstr\u00e4chtige Anwendungen in der Windenergieerzeugung und der Elektromobilit\u00e4t. Die Versorgungssicherheit der beiden Metalle wird als kritisch eingestuft. Zugleich ist die Prim\u00e4rgewinnung energieintensiv und mit problematischen Emissionen verbunden (Fluorwasserstoff, Uran, Thorium). Im Hinblick auf eine m\u00f6gliche R\u00fcckgewinnung aus Elektronikschrott werden mechanischen Aufbereitungsanlagen betrachtet. Hier […]<\/p>\n","protected":false},"author":0,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[56,47,51,52],"class_list":["post-26135","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-baden-wuerttemberg","tag-klimaschutz","tag-ressourcenschonung","tag-umweltforschung"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"30945\/01","dbu_projektdatenbank_medien":"","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"","dbu_projektdatenbank_bsumme":"123.962,00","dbu_projektdatenbank_firma":"fem Forschungsinstitut Edelmetalle + Metallchemie\nEdelmetalle + Metallchemie","dbu_projektdatenbank_strasse":"Katharinenstr. 17","dbu_projektdatenbank_plz_str":"73525","dbu_projektdatenbank_ort_str":"Schw\u00e4bisch Gm\u00fcnd","dbu_projektdatenbank_p_von":"2013-05-01 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"2014-10-31 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"1 Jahr und 6 Monate","dbu_projektdatenbank_telefon":"0 71 71\/10 06-0","dbu_projektdatenbank_inet":"www.fem-online.de","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Baden-W\u00fcrttemberg","dbu_projektdatenbank_foerderber":"121","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"DBU-Abschlussbericht-AZ-30945.pdf","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/26135","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/26135\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":39138,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/26135\/revisions\/39138"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=26135"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=26135"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=26135"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}