MAGNETISCHE SEPARATION VON SELTENE

Fakultät Maschinenwesen Inst. für Strömungsmechanik; Professur Magnetofluiddynamik, Mess-/Automat.-Technik
MAGNETISCHE SEPARATION VON SELTENE-ERDEN IONEN
VERWERTUNGSIDEE:
Die Seltenen Erden wie z.B. Neodym, Dysposium, Yttrium oder Gadolinium, stellen wichtige
Rohstoffe für Mikroelektronik, Hochleistungsmagneten oder Katalysatoren dar. In natürlichen
und technischen Vorkommen, z.B. Recyclingschrott, treten die Seltenen Erden in
Mischungen untereinander oder mit anderen Elementen auf, während sie für die genannten
Anwendungen in möglichst reiner Form benötigt werden. Ein wichtiges Ziel besteht daher in
der Entwicklung geeigneter Separationsmethoden für diese Elemente. Dafür bieten sich die
speziellen magnetischen Eigenschaften dieser Elemente an, die vorrangig paramagnetisch
sind. Die magnetische Separation von Seltenen Erden-Ionen aus wässrigen Lösungen konnte
durch Arbeiten an der Professur nachgewiesen werden (J. Phys. Chem. Letters 2012, 3,
3559–3564). Das Funktionsprinzip basiert auf der Anwendung von magnetischen
Gradientenfeldern auf wässrige Lösungen, die Seltene-Erden Ionen enthalten. Unter Wirkung
der magnetischen Feldgradientenkraft wandern die solvatisierten Seltene-Erden Ionen in den
Feldgradienten und können, bei entsprechendem Design der Separationszelle an
entsprechenden Austrittskanälen gesammelt werden.
Abb. 1: Skizze zur Applikation von Feldgradientenkräften
(hier durch Einsatz eines zylindrischen Permanentmagneten)
an die Separationszelle.
Abb. 2: Anreicherung paramagnetischer Ionen,
hier Mn(II), die sich unterhalb des Magneten
nach 20 min einstellt. Gezeigt ist die
Konzentrationsverteilung in mM.
POTENTIELLE ANWENDER:
.
Recycling von Magneten, Festplatten und anderen Seltene-Erden-haltigen Wertstoffen ist ein
notwendiger, eleganter und umweltschonender Weg, bei dem zudem die Abhängigkeit von
den sich verknappenden Primärrohstoffen verringert wird.
Potentielle Anwender, mit denen wir die Technik weiterentwickeln wollen, sind Firmen, die
auf dem Gebiet Urban Mining/Recycling arbeiten. Auch für Wertstoffhändler kann das
Verfahren von Interesse sein.
Adresse
TU Dresden
Fakultät Maschinenwesen
Institut für Strömungsmechanik
Professur für Magnetofluiddynamik, Mess- und Automatisierungstechnik
01062 Dresden
Kontakt
PD Dr. Kerstin Eckert
Telefon:
0351-463-34636
Fax:
0351-463-33384
E-Mail:
[email protected]
http:// www.mfd.mw.tu-dresden.de/mfd/
http://innovation-pipeline.cimtt.de
Fakultät Maschinenwesen Inst. für Strömungsmechanik; Professur Magnetofluiddynamik, Mess-/Automat.-Technik
VORTEILE:
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einfach anzuwendende Technik, die mit marktgängigen Permanentmagneten realisierbar
ist
umweltschonendes Verfahren, da frei vom Einsatz zusätzlicher Chemikalien
kombinierbar mit bestehenden Recycling-Verfahren für Seltene Erden
MARKT UND KONTEXT DER VERWERTUNGSIDEE:
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Bisherige Verfahren wie Flüssig-flüssig-Extraktion, nasschemische Verfahren oder das
Zonenschmelzverfahren sind aufwendig und energieintensiv und daher sehr kostspielig.
Zudem ist eine Trennung ähnlicher Metalle häufig nur begrenzt möglich.
Funktionsprinzip der neuen Technik ist nachgewiesen; aktuell läuft im Labormaßstab der
Nachweis der Funktionstüchtigkeit der Technologie an kleinen Fluidvolumina.
Die Arbeiten zur Erweiterung auf einen kontinuierlichen Separationsprozess laufen.
VORAUSSETZUNGEN IM UNTERNEHMEN
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Das Verfahren bedarf einer Anpassung an den konkreten Prozess und der Kenntnis der
Zusammensetzung der flüssigen Lösungen.
Adresse
TU Dresden
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Institut für Strömungsmechanik
Professur für Magnetofluiddynamik, Mess- und Automatisierungstechnik
01062 Dresden
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Telefon:
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Fax:
0351-463-33384
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http:// www.mfd.mw.tu-dresden.de/mfd/
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