Molekulare Container für die Gewinnung Seltener Erden: Neues Forschungsprojekt „SE-FLECX“ gestartet
Experten aus Forschung und Industrie testen derzeit unter Koordination des Helmholtz-Instituts Freiberg für Ressourcentechnologie, ob so genannte Calixarene als alternative Extraktionsmittel in industriellen Trennverfahren eingesetzt werden könnten.
Die wegen ihrer speziellen chemischen Struktur auch als Container-Moleküle bekannten organischen Makromoleküle sollen die Anreicherung der Metalle vereinfachen und den Gebrauch von Prozesschemikalien deutlich verringern.
Besonders selten sind Elemente wie Neodym oder Yttrium eigentlich nicht. Nur fein verteilt. Wirklich selten sind allerdings Lagerstätten, in denen sich der Abbau solcher Seltenen Erden wirtschaftlich lohnt.
Ihre chemischen und physikalischen Eigenschaften ähneln sich so sehr, dass sie sich nur unter großem technischen Aufwand voneinander trennen lassen. Außerdem enthalten Seltenerd-Vorkommen häufig radioaktive Elemente wie Uran oder Thorium, die vor der Weiterverarbeitung effizient entfernt werden müssen.
Um gängige Trennverfahren für Seltene Erden zu vereinfachen, arbeiten Experten aus Forschung und Industrie seit Kurzem an einer Reihe von alternativen Extraktionsmitteln auf der Basis von Calixarenen. „Der Vorteil solcher Container-Moleküle, die ihren Namen wegen ihrer kelchförmigen Struktur haben, besteht darin, dass sie genau auf einen chemischen Stoff maßgeschneidert werden können“, erklärt Projektkoordinatorin Prof. Christiane Scharf vom Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR).
„Wir wollen nun herausfinden, ob sich die Moleküle auch in der Praxis bewähren.“ Ziel der Forschung ist es, marktreife Extraktionsmittel für die Rohstoffindustrie zu entwickeln. Projektpartner sind neben dem HZDR die TU Bergakademie Freiberg, die Universität Leipzig, BASF SE und das Anlagebauunternehmen CMI UVK GmbH.
Das Projektteam testet die Container-Moleküle in der Flüssig-Flüssig-Extraktion, eine der derzeit gängigsten Methoden, um Seltene Erden aus wässrigen Mischlösungen abzutrennen und anzureichern. Die Stoffe werden dabei bislang unter Zugabe eines organischen, ebenfalls flüssigen Extraktionsmittels gebunden.
Aufgrund der geringen Selektivität der herkömmlichen Trennmittel reichern sich die einzelnen Elemente erst über viele Trennstufen hinweg an. Mit Hilfe von Calixarenen könnte die Anzahl der für die Gewinnung erforderlichen Trennstufen für jedes Element um ein Zehnfaches verringert werden. Auf diese Weise würde sich nicht nur der Einsatz von Prozesschemikalien und Energie, sondern auch die Menge an chemischen Abfällen erheblich vermindern.
Das Projekt „SE-FLECX“ wird seit Mai 2015 über die Dauer von drei Jahren und mit über einer Million Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. „SE-FLECX“ ist Teil des Förderschwerpunktes „r4 – Innovative Technologien für Ressourceneffizienz – Forschung zur Bereitstellung wirtschaftsstrategischer Rohstoffe“ im BMBF-Rahmenprogramm „Forschung für nachhaltige Entwicklung (FONA)“.
Weitere Informationen:
Prof. Christiane Scharf | Leiterin Metallurgie und Recycling
Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie am HZDR
Tel.: 0351 260 – 4429 | c.scharf@hzdr.de
Medienkontakt:
Tina Schulz | Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie am HZDR
Tel.: 0351 260 – 4427 | t.schulz@hzdr.de
Das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) forscht auf den Gebieten Energie, Gesundheit und Materie.
• Wie nutzt man Energie und Ressourcen effizient, sicher und nachhaltig?
• Wie können Krebserkrankungen besser visualisiert, charakterisiert und wirksam behandelt werden?
• Wie verhalten sich Materie und Materialien unter dem Einfluss hoher Felder und in kleinsten Dimensionen?
Das HZDR ist seit 2011 Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands. Es hat vier Standorte in Dresden, Leipzig, Freiberg und Grenoble und beschäftigt rund 1.100 Mitarbeiter – davon etwa 500 Wissenschaftler inklusive 150 Doktoranden.
Das Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie (HIF) hat das Ziel, innovative Technologien für die Wirtschaft zu entwickeln, um mineralische und metallhaltige Rohstoffe effizienter bereitzustellen und zu nutzen sowie umweltfreundlich zu recyceln. Es wurde 2011 gegründet, gehört zum Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf und kooperiert eng mit der TU Bergakademie Freiberg.
Media Contact
Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften
Die Geowissenschaften befassen sich grundlegend mit der Erde und spielen eine tragende Rolle für die Energieversorgung wie die allg. Rohstoffversorgung.
Zu den Geowissenschaften gesellen sich Fächer wie Geologie, Geographie, Geoinformatik, Paläontologie, Mineralogie, Petrographie, Kristallographie, Geophysik, Geodäsie, Glaziologie, Kartographie, Photogrammetrie, Meteorologie und Seismologie, Frühwarnsysteme, Erdbebenforschung und Polarforschung.
Neueste Beiträge
Bakterien für klimaneutrale Chemikalien der Zukunft
Forschende an der ETH Zürich haben Bakterien im Labor so herangezüchtet, dass sie Methanol effizient verwerten können. Jetzt lässt sich der Stoffwechsel dieser Bakterien anzapfen, um wertvolle Produkte herzustellen, die…
Batterien: Heute die Materialien von morgen modellieren
Welche Faktoren bestimmen, wie schnell sich eine Batterie laden lässt? Dieser und weiteren Fragen gehen Forschende am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) mit computergestützten Simulationen nach. Mikrostrukturmodelle tragen dazu bei,…
Porosität von Sedimentgestein mit Neutronen untersucht
Forschung am FRM II zu geologischen Lagerstätten. Dauerhafte unterirdische Lagerung von CO2 Poren so klein wie Bakterien Porenmessung mit Neutronen auf den Nanometer genau Ob Sedimentgesteine fossile Kohlenwasserstoffe speichern können…