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Recycling von Seltenerdmetallen

Wie lassen sich Gallium und Indium aus Prozesswässern gewinnen

| Redakteur: Manja Wühr

Für die Wertstoffrückgewinnung aus Prozesswässern wird am Fraunhofer IKTS eine komplexe Verfahrenskette entwickelt und im Labor- und Technikumsmaßstab mit realen Prozesswässern der Nickelhütte Aue sowie mit Haldenmaterial aus der Freiberger Region erprobt.
Für die Wertstoffrückgewinnung aus Prozesswässern wird am Fraunhofer IKTS eine komplexe Verfahrenskette entwickelt und im Labor- und Technikumsmaßstab mit realen Prozesswässern der Nickelhütte Aue sowie mit Haldenmaterial aus der Freiberger Region erprobt. (Bild: Fraunhofer IKTS)

Dieser Frage geht der Forschungsverbund Mexem nach. Ziel ist ein kombiniertes Verfahren der Membranextraktion und Elektrolyse, um seltene Metalle aus Prozesswässern der Metall- und Bergbauindustrie wirtschaftlich und ökologisch zurückzugewinnen.

Dresden – Eine funktionsfähige Kreislaufwirtschaft ist der Schlüssel für eine sichere Rohstoffversorgung – insbesondere für seltene Metalle. Dazu braucht es wirtschaftliche Recyclingverfahren. Der Forschungsverbund Mexem, unter Koordination des Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS), will ein kombiniertes Verfahren der Membranextraktion und Elektrolyse entwickeln, um seltene Metalle aus Prozesswässern der Metall- und Bergbauindustrie zurückzugewinnen. Ziel ist es, aus Prozesswässern die strategisch wichtigen Metalle Gallium und Indium durch robuste keramische Membransysteme, wie Filter und Extraktoren, selektiv aufzubereiten und anschließend elektrochemisch abzuscheiden. Hierzu will das Fraunhofer IKTS eine komplexe Verfahrenskette entwickeln und im Labor- und Technikumsmaßstab mit realen Prozesswässern der Nickelhütte Aue sowie mit Haldenmaterial aus der Freiberger Region erproben. Perspektivisch sollen auch Verfahren zur Rückgewinnung von Tellur, Vanadium und Antimon entwickelt und getestet werden.

Die Prozesswässer werden zunächst charakterisiert, um geeignete Extraktionsmittel und keramische Membransysteme zu entwickeln. In einem ersten Prozessschritt werden die Metalle mittels selektiver Laugungsverfahren in eine wässrige Lösung überführt und mit Hilfe der keramischen Membranen aus dem Prozesswasser extrahiert. Durch Rückextraktion können die kostenintensiven und umweltkritischen Extraktionsmittel in den Hauptprozess zurückgeführt werden – dies verbessert die Nachhaltigkeit des Prozesses und spart Geld. Die in wässriger Lösung vorliegenden Metalle können dann über eine elektrochemische Abscheidung in Reinform gewonnen werden. Dies sei effizienter und kostengünstiger als mit bisherigen Verfahren, so die Forscher.

Recyclingquote für Seltenerdmetalle verbessern

»Das Projekt “Mexem“ will einen messbaren Beitrag zur Verbesserung der Recyclingquote für seltene Metalle leisten. Die Erschließung zusätzlicher Rohstoffquellen durch Recycling und die Schließung von Stoffkreisläufen ist zwingend erforderlich, um langfristig die Versorgung der deutschen Wirtschaft mit diesen strategischen Rohstoffen zu gewährleisten. Industrieprozesse werden dadurch umweltschonender und effizienter«, erklärt Dr. Burkhardt Faßauer vom Fraunhofer IKTS, Projektkoordinator von Mexem. Mit diesem Verfahren könnten nach Meinung der Forscher selbst Prozesswässer mit sehr geringen Gehalten an seltenen Metallen zu wirtschaftlich interessanten Rohstoffquellen werden.

Projektpartner sind neben dem Fraunhofer IKTS die Unternehmen Andreas Junghans - Anlagenbau und Edelstahlbearbeitung, G.E.O.S. Ingenieurgesellschaft, Nickelhütte Aue, Saxionia Standortentwicklungs- und -verwaltungsgesellschaft sowie die Westsächsische Hochschule Zwickau.

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