Wirklich unzertrennlich? Seltene Erden trennen und recyceln

Seltenerdelemente sind von der Europäischen Kommission und dem US-amerikanischen Energieministerium als kritische Rohstoffe eingestuft. Im Jahr 2015 wurden etwa 130.000 Tonnen aus Gestein gewonnen, das hauptsächlich aus China stammte – ein Abbauprozess, der mit großen Mengen an radioaktivem und schwermetallbelastetem Abfall einhergeht.

Alternativen sind nötig, um die Umweltbelastung zu mindern und sich unabhängiger von chinesischen Exporten zu machen. Eine Möglichkeit ist das Recycling aus End-of-Life-Produkten wie Handys, Bildschirmen und Energiesparlampen.

Die selektive Wiedergewinnung von Seltenerdelementen aus diesen Produkten wird jedoch selten im industriellen Maßstab durchgeführt, denn die Erden sind fein verteilt und die chemisch ähnlichen schwierig voneinander zu trennen.

Mit neuen, teils ungewöhnlichen Ansätzen haben Forscher dennoch in den letzten Jahren sogar chemisch ähnliche seltene Erden recycelt und getrennt. Ionische Flüssigkeiten können den Leuchtstoff Yox aus Yttrium und Europium selektiv aus Energiesparlampenabfall mobilisieren.

Unter optimierten Bedingungen lässt sich von den ionischen Flüssigkeiten europiumdotiertes Y2O3 abtrennen, das erneut als Leuchtstoff eingesetzt werden kann. Eine weitere Recycling- und Trennstrategie bieten Bakterien, die seltene Erden adsorbieren.

Die Oberfläche von immobilisierten Roseobacter-sp.-Bakterien kann verschiedene Seltene Erden binden und pH-abhängig freisetzen. Bei pH 2,5 bleiben nur die drei schwersten Elemente Thulium, Ytterbium und Lutetium gebunden und werden so von allen anderen seltenen Erden getrennt. Zwei weitere, vielversprechende Ansätze sind die elektrokinetische und die supramolekulare Trennung.

Wie die neuen Recycling- und Trennstrategien von seltenen Erden im Detail funktionieren, berichtet Chemikerin Lena Daumann in den „Nachrichten aus der Chemie“. Die PDF-Datei des Beitrags gibt es bei der Redaktion der „Nachrichten aus der Chemie“ unter nachrichten@gdch.de.

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