Seltenerdmetalle aus dem Staub alter Elektromagnete

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Leistungsstarke Elektromagnete benötigt edle Zutaten wie sie etwa in Seltenerdmetallen zu finden sind. Doch die daraus gewonnenen chemischen  Elemente sind rar und teuer. So hoffen Forscher auf ein neues Verfahren, um diese aus dem Staub alter Magnete zu recyceln.

Für zahlreiche elektrische und elektronische Komponenten sind einige wenige chemische Elemente der Seltenerdmetalle unentbehrlich geworden. Das wissen die Entwickler von Katalysatoren, die ihre Produkte dadurch noch hitzebeständiger auslegen können. Und das wissen auch die Hersteller von Magneten, die dank Dysprosium (Dy, 66) und Neodym (Nd, 60) ihre Magnete noch magnetischer machen. Eine Übersicht, die im Fachreport „Innovationsfalle Seltenerdmetalle“ publiziert wurde, zeigt, wie viele Hightech-Produkte mittlerweile von einzelnen chemischen Elementen der Metalle abhängig sind.

Trotz der teils fantastischen Wirkweisen der Zusätze trübt die Tatsache, dass diese Vorteile teuer erkauft werden müssen. Denn viele Seltenerdmetalle werden hauptsächlich in China abgebaut. „Da droht ein Ressourcenproblem“, mahnte  schon im Herbst 2011 Dr. Thomas Scheiter vor Problemen mit dem Wunderrohstoff. Scheiter ist Leiter des globalen Technologiefelds Materialsubstitution und Recycling bei Siemens Corporate Technology (CT) [2]. Der Report kommt ebenfalls zu dem Schluss, dass „die weltweit steigende Nachfrage nach leistungsfähigeren Materialien den Ansturm auf die Metalle der Seltenen Erden verstärkt. Dass im Grunde aber etliche dieser Metalle wie Neodym nicht wirklich selten, die Preise aber dennoch hoch sind, ist das Ergebnis einer strategisch motivierten Rohstoffpolitik.“

Alte  Magnete für E-Motoren zermahlen

Nun aber soll das Recycling von Dauermagneten die  Versorgung mit seltenen Erden sicherstellen. Dazu hat das Innovationslabor für neue Energietechnologien und Nanomaterialien (Liten) der CEA (Behörde für Atomenergie und alternative Energien) ein neues Verfahren für die Wiederverwertung alter Dauermagnete entwickelt. Bei dem neuen Verfahren werden die alten Magnete (sowie die Produktionsabfälle) so lange zermahlen, bis sie pulverisiert sind (5 μm Durchmesser pro Korn). Dieses Magnetpulver wird anschließend  in einem Standardproduktionsverfahren wiederverwendet, bei dem es mit "neuem" Pulver in einer trockenen Umgebung vermischt wird.

Diese Mischung kann bis zu 25 % recycelte Rohstoffe enthalten, ohne dass der daraus hergestellte Magnet Leistungsverluste aufweist. Die Forscher wollen jetzt den Anteil an recycelten Rohstoffen in den neuen Magneten erhöhen. Zu diesem Zweck wird ihnen in Kürze ein neuer "Strip Casting"-Fusionsofen in Grenoble zur Verfügung gestellt, um die Möglichkeit eines Fusionsverfahrens zu untersuchen.