Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ausgelaugt: Einfaches Trennverfahren für Neodym und Dysprosium

10.06.2015

Seltene Erden sind entscheidende Komponenten elektronischer Bauteile und von Permanentmagneten. Das Recycling von Konsumgütern wäre eine vielversprechende Quelle für diese knappen Rohstoffe. Amerikanische Wissenschaftler stellen in der Zeitschrift Angewandte Chemie jetzt eine einfache Methode vor, mit der sich Mischungen von Neodym- und Dysprosiumsalzen trennen lassen – ein wichtiger Schritt in Richtung Rückgewinnung dieser wertvollen Metalle.

Als Seltene Erden bezeichnet man eine Reihe von Metallen, die in selten auftretenden Mineralien entdeckt wurden. Bei ihrer Isolierung wurden sie als Oxide erhalten, die man damals als „Erden“ bezeichnete.


Durch die Behandlung mit einem speziellen Nitroxid-Liganden lassen sich Neodym und Dysprosium in der Salzform voneinander trennen.

(c) Wiley-VCH

Einige dieser Metalle zeigen interessante Eigenschaften und werden als Bestandteile elektronischer Bauteile und Magneten verwendet. So bestehen die derzeit stärksten Dauermagneten, die Neo-Magneten, aus einer Neodym-Eisen-Bor-Legierung, die zudem weitere Seltene Erden, wie Praseodym, Terbium und vor allem Dysprosium, enthalten kann.

Verwendung finden Neo-Magneten z.B. in Lautsprechern und Kopfhörern, Motoren von Akkuwerkzeugen und Schreib-Leseköpfen von Festplatten, aber auch in elektrischen Generatoren von Windkraftanlagen. Für viele der Seltenen Erden bestehen heute Lieferschwierigkeiten, denn ihre Lagerstätten sind meist klein und die Gewinnung und Aufreinigung aufwändig. Das Energieministerium der USA hat Dysprosium und Neodym aufgrund ihrer technologischen Bedeutung und der schwierigen Versorgungslage als „kritische Materialien“ eingeordnet.

Einer der möglichen Nachschubwege liegt eigentlich auf der Hand: Recycling. Bisher werden allerdings nur wenige Prozent der Metalle zurückgewonnen – als Mischungen. Da die Konzentration der einzelnen Seltenen Erden schwanken kann, müssen sie vor einer neuerlichen Verwendung getrennt werden. Dies ist jedoch schwierig, energie- und zeitaufwändig und verbraucht große Lösungsmittelmengen.

Das Team um Eric J. Schelter von der University of Pennsylvania hat jetzt eine einfache, effektive Methode entwickelt, mit der sich Neodym und Dysprosium voneinander trennen lassen. Bei diesem Verfahren werden einfache Salzen der Metalle mit einem speziellen Nitroxid-Liganden behandelt.

Es handelt sich dabei um ein organisches Molekül, das ein Metallion in einer Komplexbindung wie eine Klammer mit seinen drei „Armen“ umfasst. Werden Metalle mit größerem Ionenradius gebunden, wie etwa Neodym, lagern sich zwei der Komplexe bevorzugt zu einem Dimer zusammen. Komplexe mit kleinen Metallionen, wie Dysprosium, dimerisieren dagegen so gut wie gar nicht. Als Folge ist der neodymhaltige Komplex in Benzol 50mal löslicher als der Dysprosium-Komplex.

Aus einer 1:1 Mischung der beiden Metall-Komplexe konnten die Forscher mit einer minimalen Menge an Benzol den Neodym-Komplex in ca. 95 %iger Reinheit auslaugen. Zurück blieb ein Festkörper, der auf etwa 95 % an Dysprosium-Komplex angereichert war. Weitere Aufreinigungsschritte beider Fraktionen mit Benzol ließen deren Reinheit weiter ansteigen.

Das Verfahrensprinzip ließe sich auch auf weitere Seltene Erden anwenden. Die einfache kostengünstige Methode könnte das Recycling der Seltenen Erden in Zukunft attraktiver machen.

Angewandte Chemie: Presseinfo 21/2015

Autor: Eric Schelter, University of Pennsylvania, Philadelphia (USA), http://scheltergroup.chem.upenn.edu/

Permalink to the original article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201501659

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.

Weitere Informationen:

http://presse.angewandte.de

Dr. Renate Hoer | GDCh

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Der erste Blick auf ein einzelnes Protein
18.01.2017 | Max-Planck-Institut für Festkörperforschung, Stuttgart

nachricht Unterschiedliche Rekombinationsraten halten besonders egoistische Gene im Zaum
18.01.2017 | Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie, Plön

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Im Focus: How gut bacteria can make us ill

HZI researchers decipher infection mechanisms of Yersinia and immune responses of the host

Yersiniae cause severe intestinal infections. Studies using Yersinia pseudotuberculosis as a model organism aim to elucidate the infection mechanisms of these...

Im Focus: Interfacial Superconductivity: Magnetic and superconducting order revealed simultaneously

Researchers from the University of Hamburg in Germany, in collaboration with colleagues from the University of Aarhus in Denmark, have synthesized a new superconducting material by growing a few layers of an antiferromagnetic transition-metal chalcogenide on a bismuth-based topological insulator, both being non-superconducting materials.

While superconductivity and magnetism are generally believed to be mutually exclusive, surprisingly, in this new material, superconducting correlations...

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

Über intelligente IT-Systeme und große Datenberge

17.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Der erste Blick auf ein einzelnes Protein

18.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Das menschliche Hirn wächst länger und funktionsspezifischer als gedacht

18.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Zur Sicherheit: Rettungsautos unterbrechen Radio

18.01.2017 | Verkehr Logistik