Neue Technologie bringt Fortschritt beim Recycling Seltener Erden

Seltenen Erden oder Seltenerdelemente (Rare Earth Element, REE) sind eine Gruppe 17 chemisch ähnlicher metallischer Elemente, die im täglichen Leben überall m Einsatz sind. Sie sind Teil von Mobiltelefonen, Festplatten, Hybridfahrzeugen und weiteren Produkten, nach denen eine hohe Nachfrage besteht. Die Produktion von Seltenerdelementen ist heutzutage in nur wenigen Ländern konzentriert. Europa verfügt nicht über Produktionsstätten, und so stellen Angebot und Kostenschwankungen ein Risiko für die Industrie dar.

Europa verfügt über einige potenziell nutzbare natürliche Ressourcen an Seltenen Erden. Dennoch ist das Recycling knapper Rohstoffe wie etwa Neodym aus Altprodukten eine strategische Notwendigkeit. Angesichts von deren Bedeutung für das moderne Leben finanziert die EU Forschung, um das Recycling zu einer besser zur realisierenden Option zu machen.

REMANENCE (Rare earth magnet recovery for environmental and resource protection) ist ein ehrgeiziges Projekt, welches das Ziel verfolgt, die Menge an aus existierenden Abfallströmen zurückgewonnenen Seltenerdmagneten drastisch zu erhöhen. Schwerpunkt sind Rückgewinnung und Wiederverwertung von Neodym-Eisen-Bor-Magneten (NdFeB).

Man entwickelt moderne Erfassungs- und mechanische Trennverfahren, um diese Seltenerdmagneten aus elektrischen und elektronischen Geräten zurückzugewinnen. Neben weiteren Verfahrensweisem wurde Wasserstoff als Verarbeitungshilfsstoff zum Dekrepitieren von NdFeB-Magneten zu einem hydrierten Pulver erkundet.

Dieses Pulver kann dann mechanisch aus den veralteten Bauelementen extrahiert und unter Einsatz modernster Siebprozesse weiterverarbeitet werden. Die Forscher konnten mit dem Recyclingpulver innerhalb des existierenden Fertigungsprozesses Magnete herstellen, die mit neuen Magneten vergleichbare magnetische Eigenschaften haben.

Die REMANENCE-Forscher schätzten außerdem die Energie- und Umweltauswirkungen der Herstellung von Seltenerd-Neodym für Magneten durch Recycling von Altprodukten gegenüber dem Bergbau nach der gleichen Menge an neuem Material ab. In den betrachteten Fällen wurde für das Recycling deutlich weniger Energie als im Bergbau gebraucht.

Trotzdem ist das Recycling von Seltenerdelementen nicht so einfach wie beispielsweise das Recycling von Aluminium, wo bereits ein etablierter Markt für das Recycling und die Wiederaufbereitung existiert. Und so bestehen auf nahezu jeder Ebene Herausforderungen. Seltene Erden sind in kleinen Mengen vorhanden, aber die Mengen werden mit der zunehmenden Produktion elektronischer Geräte erwartungsgemäß größer werden. Da aber die Geräte kleiner werden, werden auch die pro Artikel eingesetzten Materialmengen geringer. Historisch gesehen waren die technischen Herausforderungen immens, und es gab wenig Gelegenheit, eine Lieferkette für die Rückgewinnung dieser wertvollen Materialien aufzubauen.

Das REMANENCE-Projekt versucht, eine effiziente Route für die Rückgewinnung von NdFeB-Magneten aus den Abfallströmen zu konzipieren, bevor dieses wertvolle Material auf den Deponien verschwindet. Ist diese erst einmal etabliert, wird die EU über eine Sekundärquelle an Seltenen Erden verfügen, die das Wachstum des Verbundmagnetsektors in Europa unterstützt.