Freiberger Forscher entwickeln neues Verfahren für Dauermagneten

Bislang wird nur etwa ein Prozent aller alten Dauermagneten recycelt. Und das, obwohl mehr als 30 Prozent der Gesamtmasse von Neodym-Magneten (NdFeB) Seltenerdmetalle sind. Wissenschaftler des Instituts für Technische Chemie der Technischen Universität Freiberg haben nun ein neues Verfahren vorgestellt. Ziel ist die großtechnische Umsetzung.

Das Verfahren wurde innerhalb des MagnetoRec-Projekts entwickelt und mit 870.000 Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert. Zusätzlich brachten die beteiligten Freiberger Unternehmen rund 530.000 Euro auf. Grundlage des Recyclingwegs ist die ebenfalls an der TU Freiberg entwickelte SepSelsa-Technologie. Damit werden bereits Seltenerdmetalle und andere Rohstoffe wie Quecksilber aus Leuchtstoffabfällen recycelt.

Verfahren mit Feststoffchlorierung

Der Schlüssel zum Recycling von Neodym und Dysprosium ist den Forschern zufolge die so genannte Feststoffchlorierung. Bei diesem Aufschlussverfahren werden zunächst gemahlene Altmagneten mit Ammoniumchlorid vermischt. Anschließend wir das Ganze in einem Drehrohrofen erhitzt. Dabei geht das Chlorid als Chlorwasserstoff in die Gasphase über und reagiert mit den Metallen der Magneten. Auf diese Weise entstehen Metallchloride, die abgekühlt werden und schließlich in Wasser gelöst werden können. Als Beiprodukt entsteht verkaufsfähiges Ammoniak, ein Grundstoff der Chemischen Industrie.

„Im Gegensatz zur Laugung mit Mineralsäuren fallen keine sauren Abwässer an, und auf eine teure Neutralisierung kann ebenfalls verzichtet werden“, erklärt Martin Bertau, Professor und Leiter des Instituts für Technischen Chemie die Vorteile. Darüber hinaus könne das unverbrauchte Ammoniumchlorid zurückgewonnen werden. Daneben ermögliche der Drehrohrofen als Reaktorsystem einen kontinuierlichen Ablauf. Ein weiterer Vorteil ist die Wirtschaftlichkeit: Bertau zufolge überkompensiere der für das Ammoniak erzielte Marktpreis sowohl den Preis für das eingesetzte Ammoniumchlorid als auch die Energiekosten des Prozesses.

Das Verfahren soll nun in einer Demonstrationsanlage umgesetzt werden. Realisiert wird der Schritt aus dem Labor durch das Unternehmen FNE Entsorgungsdienste Freiberg. FNE war bereits am SepSelsa-Projekt beteiligt. Das Institut für Gas- und Wärmetechnik (IWTT) sowie die beiden Firmen Innova Recycling und FME Freiberger Metallrecycling und Entwicklungsdienstleistungen ergänzen das Team.

Karin Jacob-Seifert, Geschäftsführerin der FNE Entsorgungsdienste Freiberg betont: „Mit der Demonstrationsanlage können wir zukünftig sowohl seltenerdhaltige Altmagnete als auch Leuchtstoffabfälle auf neuartige Weise und im zweistelligen Jahrestonnenmaßstab aufarbeiten.“