Recycling von Hightech-Produkten zur Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit
Seltene Erden (Rare Earth Elements, REEs) sind eine Gruppe von 17 Metallen, die für die Herstellung von Hightech-Anwendungen wie Windkraftanlagen, Elektromotoren für Fahrzeuge, hocheffizienten Industriemotoren und Mobiltelefonen unverzichtbar sind. „Seltene Erden sind ein wichtiger Bestandteil der stärksten Permanentmagnete, die es heute gibt“, erklärt REEPRODUCE(öffnet in neuem Fenster) – Projektkoordinatorin Ana Maria Martinez von SINTEF(öffnet in neuem Fenster). „Sie sind so leistungsstark, dass bereits geringe Mengen die erforderlichen magnetischen Eigenschaften liefern (beispielsweise für leichtere Elektrofahrzeuge oder Offshore-Windkraftanlagen).“
Nachhaltigkeit und Versorgungssicherheit
Das Potenzial des Recyclings ausgedienter Produkte, die Materialien aus seltenen Erden enthalten, stößt auf wachsendes Interesse. „Hier besteht noch ein erhebliches ungenutztes Potenzial, denn derzeit werden in Europa weniger als 1 % der REE-Magnete recycelt, und zwar überwiegend im Vorverbrauchsbereich“, erläutert Martinez. Das REEPRODUCE-Projekt verfolgte das Ziel, Europas Recyclingkapazitäten für seltene Erden auszubauen, indem Pilottechnologien entlang der gesamten Wertschöpfungskette – von Altprodukten bis hin zu neuen Magneten – auf ihre Effizienz getestet wurden. Darüber hinaus sollte gezeigt werden, dass das Recycling seltener Erden in Europa wirtschaftlich tragfähig sein kann.
Sortieren, Extrahieren, Verarbeiten und Herstellen neuer Magnete
Zur Erreichung dieser Ziele validierte das Projekt innovative Technologien und errichtete für jeden Schritt der vollständigen Wertschöpfungskette spezielle Pilotanlagen. Der erste Schritt bestand aus einer Sortieranlage, die ausgediente Produkte mit REE-Magneten identifizieren kann. Anschließend entnahm ein Prototyp eines Roboterarms den Teil des Altprodukts, der die REE-Magnete enthält. Dabei kann es sich beispielsweise um die Räder eines Elektrorollers handeln, die im städtischen Raum immer häufiger anzutreffen sind. Darüber hinaus wurden die REE-Magnete mithilfe eines automatisierten Systems aus den verschiedenen Bauteilen entfernt. Im nächsten Schritt durchlief das Material einen komplexen Prozess, bei dem die ausgedienten Magnete in Oxide seltener Erden umgewandelt wurden. Die hydrometallurgische Pilotanlage wurde für eine Kapazität von 70 Tonnen Magneten pro Jahr ausgelegt. Sie umfasst mehrere Prozessschritte und kann ausgediente Magnete mit unterschiedlichen chemischen Zusammensetzungen und verschiedenen Verunreinigungen (Oxide, Metallbeschichtungen usw.) verarbeiten. Im letzten Schritt werden die Oxide seltener Erden in Metalle und Legierungen seltener Erden umgewandelt, aus denen anschließend neue Magnete hergestellt werden können. Der von REEPRODUCE entwickelte Prototyp verfügt über eine Produktionskapazität von rund 22 Tonnen Metallen seltener Erden pro Jahr und soll im August 2026 validiert werden.
Wettbewerbsfähige und resiliente Produktion seltener Erden
Das Recycling von REE-Magneten in Europa bringt ökologische Vorteile mit sich, da dadurch der Bedarf an Bergbau und Importen dieser Rohstoffe aus dem Ausland reduziert wird. Dies steht im Einklang mit den Zielen der EU, die sie mit politischen Maßnahmen wie dem Gesetz über kritische Rohstoffe verfolgt. Dieses soll die Abhängigkeit von ausländischen Lieferanten verringern und die Recyclingquoten für kritische Rohstoffe erhöhen. „Es handelt sich um eine komplexe Wertschöpfungskette und einen anspruchsvollen Markt“, sagt Martinez. „Doch auch das Fehlen einer zuverlässigen und resilienten Wertschöpfungskette für seltene Erden in Europa birgt wirtschaftliche und sicherheitspolitische Risiken.“ Für den Bau von Anlagen, die REE-Magnete in großem Maßstab recyceln können, sind erhebliche Investitionen erforderlich. Zur Unterstützung der Markteinführung der REEPRODUCE-Lösungen wird ein Geschäftsplan(öffnet in neuem Fenster) entwickelt. Gleichzeitig soll damit der Aufbau einer resilienten Recycling- und Produktionskette für seltene Erden in Europa gefördert werden. „Wir müssen so viele Magnete wie möglich aus den ausgedienten Produkten gewinnen“, erklärt Martinez. „Unsere Berechnungen zeigen, dass eine Recyclinganlage mindestens 1 000 Tonnen REE-Magnete pro Jahr zurückgewinnen muss, um wirtschaftlich rentabel zu sein. Anschließend müssen Magnete unterschiedlicher Zusammensetzung aufbereitet und zu neuen Magneten verarbeitet werden – und zwar insgesamt auf wirtschaftlich und ökologisch nachhaltige Weise.“
