MinSEM: Fahrzeug-Katalysatoren und Gläser dienen - r4

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MinSEM: Fahrzeug-Katalysatoren und Gläser dienen
als Rohstoffquelle strategischer Metalle
Die Fördermaßnahme r4 – Bereitstellung wirtschaftsstrategischer Rohstoffe
„MinSEM“ recycelt strategische Metalle wie Platin und Lanthan aus verbrauchten Fahrzeug-Katalysatoren und aus
optischen Flintgläsern. Die innovative Technologie umfasst den gesamten Prozess und soll anschließend industriell
weiter erprobt werden. Auch die Reste des Recyclings haben die Projektpartner als Wertstoffe im Blick. Das Projekt
wird im Rahmen der Fördermaßnahme „r4 – Innovative Technologien für Ressourceneffizienz – Forschung zur
Bereitstellung wirtschaftsstrategischer Rohstoffe“ gefördert. „r4“ sichert Hightech-Ressourcen und damit Zukunft.
Reservoir in den Schlacken
Seit Anfang der 1990er Jahre kommen in den EU-Ländern
in allen Neufahrzeugen Katalysatoren zum Einsatz, die
schädliche Abgase reduzieren. Diese Katalysatoren bestehen aus Komponenten mit wertvollem Gehalt: Metalle
der Platingruppe wie Platin, Palladium und Rhodium
sowie verschiedene anorganische Oxide. Für die Produktion der Autoabgas-Katalysatoren werden 31 Prozent der
jährlichen Platin­, 57 Prozent der Palladium­, 84 Prozent
der Rhodium­und 17 Prozent der Cer-Produktion auf
der Welt verbraucht. Recycling lohnt sich aus wirtschaftlichen und nachhaltigen Gründen.
Bei sämtlichen Recyclingverfahren für Autokatalysatoren, die heute weltweit großtechnisch betrieben werden,
fallen große Mengen an Schmelzrückständen an. Diese
Schlacken enthalten Edelmetalle sowie Cer und Lanthan
aus der Gruppe der Seltenerdelemente.
Fundgrube optische Gläser
Eine weitere Rohstoffquelle für das „MinSEM“-Team:
Flintgläser, die als optische Linsen und Prismen mit
hohem Brechungsindex in Objektiven oder Mikroskopen Verwendung finden. Auch in deren Reststoffen
sind Seltene Erden in verwertbaren Größenordnungen
verborgen. Die Gläser enthalten hohe Lanthan-Anteile
von bis zu 40 Prozent ihres Gewichtes und stellen damit
ein geeignetes Lanthan-Reservoir dar.
Bisher wurden diese wertvollen Elemente aus Gläsern
und Fahrzeug-Katalysatoren nicht zurückgewonnen.
Es fehlte schlicht eine adäquate Verfahrenskette dafür.
Diese umfasst die Zerkleinerung des Ursprungsmaterials,
das Recycling der Seltenen Erden und ihren Wieder-
einsatz. Mit solch einer Kette, die „MinSEM“ erforscht,
kann sich der Wertstoffkreislauf schließen.
Optisches seltenerdhaltiges Glas für den Einsatz in der Brillenindustrie.
Verschiedene Strategien
Die Projektbezeichnung „MinSEM“ bedeutet „Mineralische Rückstände enthaltend: Seltenerdelemente und
Platingruppen-Metalle“. Für die Entwicklung und den
Testlauf des effizienten Recycling-Verfahrens verfolgt
das Team aus zwei Partnern von Forschungseinrichtungen und fünf Vertretern der Wirtschaft mehrere Ansätze
parallel. Neben der klassischen Säure­Behandlung werden auch Verfahren betrachtet, in denen Metalle gezielt
über ein Trägergas separiert und anschließend durch
Kondensation aufkonzentriert werden.
Darüber hinaus werden mit Hilfe neuartiger Komplexbildner, beispielsweise ionischen Flüssigkeiten, die
einzelnen Metalle voneinander getrennt.
Fördermaßnahme
r4 - Innovative Technologien für Ressourceneffizienz Forschung zur Bereitstellung wirtschaftsstrategischer
Rohstoffe
Projekttitel
Konzept zur Rückgewinnung von Seltenerdelementen
sowie Platingruppenmetallen aus mineralischen Aufbereitungs- und Produktionsrückständen (MinSEM)
Laufzeit
01.06.2015 – 31.05.2018
Schlackenmaterial aus dem Recyclingprozess von Autoabgaskatalysatoren.
Vielfältiger Einsatzbereich
Die so gewonnenen Seltenerdmetalle können dann
als Oxide zum Erschmelzen von Spezialgläsern und in
metallischer Form als Rohstoff für die Herstellung von
Hightech-Produkten wiederverwendet werden. Einsatzmöglichkeiten für zurückgewonnene Platingruppenmetalle bestehen unter anderem im Autokatalysator­
oder Elektronikbereich.
Die beim Recycling in großen Mengen anfallenden
mineralischen Reststoffe soll zudem für die Produktion moderner Baustoffe verwendet werden. Darüber
hinaus wird untersucht, wie der dem Recycling von
Abgas-Katalysatoren zugrundeliegende Schmelzprozess
ressourcen­und energieeffizienter durchgeführt werden
kann. Im Anschluss an das dreijährige Projekt sollen alle
Verfahren im Industriemaßstab weiter erforscht und
erprobt werden. Das Ziel: Die Forschungsergebnisse in
die marktfähige Praxis zu überführen.
Förderkennzeichen
033R141
Fördervolumen des Verbundes
1.200.000 Euro
Kontakt
Dr. Karolina Kazmierczak
Fraunhofer ISC Projektgruppe IWKS
Brentanostrasse 2
63755 Alzenau
Tel.: +49 6023 32039-845
E-Mail: [email protected]
Projektpartner
Hensel Recycling GmbH, Aschaffenburg
Ratiochem GmbH, Kronach
thyssenkrupp MillSerices & System GmbH
Oberhausen Barberini GmbH, Grünenplan
Technische Universität Dresden
Maleki GmbH, Osnabrück
Internet
www.r4-innovation.de
Herausgeber
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Referat Ressourcen und Nachhaltigkeit, 53170 Bonn
Redaktion und Gestaltung
Projektträger Jülich (PtJ),
Forschungszentrum Jülich GmbH;
CUTEC Institut, Clausthal-Zellerfeld
Bildnachweis
Fraunhofer ISC
www.bmbf.de
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