Ionische Flüssigkeiten für das Recycling von Seltenerden
Herkömmliche Verfahren zum Abbau und Recycling seltener Erden sind sehr teuer und wegen giftiger Chemikalien und der vielen Trennstufen eine große Umweltbelastung. Derzeit übliche hydrometallurgische Verfahren (beruhend auf Löslichkeit und Benetzbarkeit) arbeiten mit organischen Lösungsmitteln wie Kerosin und n-Heptan, die allerdings hochflüchtig und brennbar sind. Das EU-finanzierte Projekt REMSIL (Rare earth metal separation with ionic liquids) befasste sich mit diesen Herausforderungen und entwickelte neue hochselektive Extraktionsmittel für die REM-Trennung. Die Selektivität dieser ionischen Flüssigkeiten ist um zwei Größenordnungen höher als bislang. Die multifunktionellen MAIL (Multifunctional amide ionic liquids) sind wegen hervorragender Extrahierbarkeit und Intragruppentrennung seltener Erden eine bahnbrechende Alternative zu organischen Lösungsmitteln. Im Gegensatz zu herkömmlichen Extraktionsmitteln sind sie ionisch und damit weder flüchtig noch brennbar. So wurde eine neue Klasse von MAIL für die REM-Intragruppentrennung erzeugt und getestet, deren Extrahierbarkeit und sehr hohe Trennungsfaktoren herkömmlichen Verfahren weit überlegen waren. Damit konnte ein idealer Trennprozess für ein neues kosteneffizientes und umweltfreundliches Verfahren für die REM-Trennung entwickelt werden, das künftig die Art und Weise, wie solche Metalle recycelt werden, verändern dürfte. Zudem kann größtenteils auf starke Säuren verzichtet werden, da das System mit umweltfreundlichen pH-Werten arbeitet. Schließlich wurde die Wiederverwertbarkeit deutlich verbessert und die Auswaschung und Emulgierung verglichen mit anderen Extraktionsmitteln reduziert. Mit den Extraktionsmitteln von REMSIL können Prozesskosten drastisch gesenkt werden, da die Zahl der Trennstufen um mehr als eine Größenordnung (von rund 150 Stufen auf 10-15 Stufen) reduziert wird. Nicht-toxische Extraktionsmittel verringern auch die Umweltbelastung bei der REM-Trennung. REMSIL entwickelte einen Prozess im Pilotmaßstab für die neuen Extraktionsmitteln und etablierte damit ein kontinuierliches Strömungssystem für die REM-Trennung, mit dem das gesamte kommerzielle Potenzial demonstriert wird.
Schlüsselbegriffe
Ionische Flüssigkeiten, Seltenerdmetalle, Hydrometallurgie, REMSIL, Extraktionsmittel
