Hocheffizienter Recycling-Prozess für seltene Erden aus Magnetwerkstoffen entwickelt

Dieser Recyclingprozess basiert auf einer geschickten Kombination pyrometallurgischer und nasschemischer Verfahrensschritte. Er zeichnet sich durch eine besonders große Flexibilität im Hinblick auf die damit recycelbaren Ausgangsmaterialien und Stoffgemische sowie eine hohe erreichbare Ausbeute bei guter Produktreinheit aus.

Magnetwerkstoffe auf Basis der wirtschaftsstrategischen Seltenerd-Metalle Neodym und Samarium spielen aufgrund der stark zunehmenden Bedeutung von regenerativen Energien und Elektromobilität eine immer wichtigere Rolle in unserer Gesellschaft. So werden sie beispielsweise in Windturbinen und Elektromotoren eingesetzt.

Auch das Dresdner Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) setzt sich mit diesen Werkstoffen, die pulvermetallurgisch gefertigt werden, auseinander. Trotz des weltweit wachsenden Bedarfs an seltenen Erden findet jedoch bis heute kein Recycling dieser begehrten Rohstoffe statt.

Am Fraunhofer IFAM Dresden wurde nun ein Prozess für die Rückgewinnung der Seltenerd-Metalle Neodym und Samarium aus Magnetwerkstoffen und Magnetwerkstoffgemischen entwickelt. Dieser Recyclingprozess basiert auf einer geschickten Kombination pyrometallurgischer und nasschemischer Verfahrensschritte. Er zeichnet sich durch eine besonders große Flexibilität im Hinblick auf die damit recycelbaren Ausgangsmaterialien und Stoffgemische sowie eine hohe erreichbare Ausbeute bei guter Produktreinheit aus.

Insbesondere ist es den Fraunhofer-Forschern gelungen, den Zeit- und Chemikalienbedarf gegenüber bekannten Prozessen stark zu verbessern und damit den Recyclingprozess effizienter und umweltfreundlicher zu gestalten, so dass in vielen Fällen auf einen aufwändigen Prozessschritt zur Trennung der einzelnen Seltenerd-Metalle durch Ionentauscher verzichtet werden kann. Besonderer Wert wurde auch auf eine optimale Prozessüberwachung sowie eine Rückgewinnungsmöglichkeit der für den Recyclingprozess eingesetzten Chemikalien gelegt.

Die komplette Prozesskette des Recyclings konnte bereits im Labormaßstab erfolgreich demonstriert werden: Von verschiedenen Werkstoffverbundgemischen ausgehend wurden über die Verfahrensstufen Zerkleinern, Separieren, Aufschließen, Filtrieren, Fällen, Aufreinigen und Calcinieren die Oxide der Seltenerd-Metalle Neodym und Samarium quantitativ dargestellt. Diese können durch geeignete Reduktionsverfahren leicht wieder in die Elemente zur Herstellung neuer Magnetwerkstoffe umgewandelt werden.

Mit dieser Entwicklung positioniert sich das Fraunhofer IFAM Dresden als neuer Partner im Bereich Rückgewinnung wirtschaftsstrategischer Rohstoffe mit dem Ziel, den Recyclingprozess im Verbund mit Partnern aus Industrie und Forschung auf einen großtechnischen Maßstab zu skalieren.