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 Auf der Suche nach Universal-Grippeimpfstoffen – Neuraminidase unterschätzt?
21.06.2018 | Paul-Ehrlich-Institut - Bundesinstitut für Impfstoffe und biomedizinische Arzneimittel

nachricht Organische Kristalle mit Twist und Selbstreparatur
21.06.2018 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

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: Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

Selbstlernende Steuerung für Handprothesen entwickelt. Neues Verfahren lässt Patienten natürlichere Bewegungen gleichzeitig in zwei Achsen durchführen. Forscher der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) veröffentlichen Studie im Wissenschaftsmagazin „Science Robotics“ vom 20. Juni 2018.

Motorisierte Handprothesen sind mittlerweile Stand der Technik bei der Versorgung von Amputationen an der oberen Extremität. Bislang erlauben sie allerdings...

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Im Focus: Revolution der Rohre

Forscher*innen des Instituts für Sensor- und Aktortechnik (ISAT) der Hochschule Coburg lassen Rohrleitungen, Schläuchen oder Behältern in Zukunft regelrecht Ohren wachsen. Sie entwickelten ein innovatives akustisches Messverfahren, um Ablagerungen in Rohren frühzeitig zu erkennen.

Rückstände in Abflussleitungen führen meist zu unerfreulichen Folgen. Ein besonderes Gefährdungspotential birgt der Biofilm – eine Schleimschicht, in der...

Im Focus: Überdosis Calcium

Nanokristalle beeinflussen die Differenzierung von Stammzellen während der Knochenbildung

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Freiburg und Basel haben einen Hauptschalter für die Regeneration von Knochengewebe identifiziert....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leben im Plastikzeitalter: Wie ist ein nachhaltiger Umgang mit Plastik möglich?

21.06.2018 | Veranstaltungen

Kongress BIO-raffiniert X – Neue Wege in der Nutzung biogener Rohstoffe?

21.06.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Der “Stein von Rosetta” für aktive Galaxienkerne entschlüsselt

21.06.2018 | Physik Astronomie

Schneller und sicherer Fliegen

21.06.2018 | Informationstechnologie

Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

21.06.2018 | Innovative Produkte

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics