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 Bakterieller Untermieter macht Blattnahrung für Käfer verdaulich
17.11.2017 | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

nachricht Neues Werkzeug für gezielten Proteinabbau
17.11.2017 | Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie

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: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Im Focus: Pflanzenvielfalt von Wäldern aus der Luft abbilden

Produktivität und Stabilität von Waldökosystemen hängen stark von der funktionalen Vielfalt der Pflanzengemeinschaften ab. UZH-Forschenden gelang es, die Pflanzenvielfalt von Wäldern durch Fernerkundung mit Flugzeugen in verschiedenen Massstäben zu messen und zu kartieren – von einzelnen Bäumen bis hin zu ganzen Artengemeinschaften. Die neue Methode ebnet den Weg, um zukünftig die globale Pflanzendiversität aus der Luft und aus dem All zu überwachen.

Ökologische Studien zeigen, dass die Pflanzenvielfalt zentral ist für das Funktionieren von Ökosys-temen. Wälder mit einer höheren funktionalen Vielfalt –...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

Roboter für ein gesundes Altern: „European Robotics Week 2017“ an der Frankfurt UAS

17.11.2017 | Veranstaltungen

Börse für Zukunftstechnologien – Leichtbautag Stade bringt Unternehmen branchenübergreifend zusammen

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

IHP präsentiert sich auf der productronica 2017

17.11.2017 | Messenachrichten

Roboter schafft den Salto rückwärts

17.11.2017 | Innovative Produkte