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17.08.2018 | Werkstoffrecycling | Infografik | Onlineartikel

Wie sich Seltene Erden trennen und recyceln lassen

Autor:
Dieter Beste
1:30 Min. Lesedauer

Yttrium, Scandium oder Lanthan sind etwa in der Medizintechnik oder in Motoren für die Elektromobilität ein Nadelöhr. Die Seltenen Erden sind als kritische Rohstoffe eingestuft; trotzdem werden derzeit weniger als ein Prozent der genutzten Seltenerdelemente recycelt.

Seltenen Erden sind von der Europäischen Kommission und dem US-amerikanischen Energieministerium als kritische Rohstoffe eingestuft. Im Jahr 2015 wurden etwa 130.000 Tonnen aus Gestein gewonnen, das hauptsächlich aus China stammte – ein Abbauprozess, der mit großen Mengen an radioaktivem und schwermetallbelastetem Abfall einhergeht. Alternativen sind nötig, um die Umweltbelastung zu mindern und sich unabhängiger von Importen zu machen, fordert die Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V. (GDCh). Eine Möglichkeit sei das Recycling aus End-of-Life-Produkten wie Handys, Bildschirmen und Energiesparlampen. Die selektive Wiedergewinnung von Seltenerdelementen aus diesen Produkten werde jedoch selten im industriellen Maßstab durchgeführt, denn die Erden seien fein verteilt und die chemisch ähnlichen schwierig voneinander zu trennen.

Mit neuen, teils ungewöhnlichen Ansätzen haben Forscher dennoch in den letzten Jahren sogar chemisch ähnliche Seltene Erden recycelt und getrennt, teilt die GDCh mit: Ionische Flüssigkeiten können den Leuchtstoff Yox aus Yttrium und Europium selektiv aus Energiesparlampenabfall mobilisieren. Unter optimierten Bedingungen lässt sich von den ionischen Flüssigkeiten europiumdotiertes Y2O3 abtrennen, das erneut als Leuchtstoff eingesetzt werden kann. Eine weitere Recycling- und Trennstrategie bieten Bakterien, die Seltene Erden adsorbieren. Die Oberfläche von immobilisierten Roseobacter-sp.-Bakterien kann verschiedene Seltene Erden binden und pH-abhängig freisetzen. Bei pH 2,5 bleiben nur die drei schwersten Elemente Thulium, Ytterbium und Lutetium gebunden und werden so von allen anderen Seltenen Erden getrennt. Zwei weitere vielversprechende Ansätze sind demnach die elektrokinetische und die supramolekulare Trennung.

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