⛏️ Europas Bergbauabfälle enthalten reichlich seltene Erden, aber es gibt ein Problem...

Abfälle aus früheren europäischen Kohleaktivitäten enthalten seltene Erden. Eine in Scientific Reports veröffentlichte Studie analysierte vier Proben aus Spanien, Polen und Slowenien: Die Ergebnisse zeigen ein reales mineralisches Potenzial, aber es gibt ein Problem... vorerst.

Seltene Erden umfassen mehrere Elemente, die in Magneten, der Elektronik und bestimmten Energietechnologien verwendet werden. Ihre Gesamtkonzentration variierte je nach Probe zwischen 159,72 und 221,89 Teilen pro Million. Ein Teil pro Million entspricht hier etwa einem Gramm Material pro Tonne Abfall.

Ein Stück Kohle vor einem Kohlekraftwerk.

Ein Stück Kohle vor einem Kohlekraftwerk.
Bild Wikimedia

Die reichste Probe stammte vom spanischen Standort La Matona mit 221,89 Teilen pro Million. Die Forscher wählten sie daher für weitere Versuche aus: Sie versuchten, die seltenen Erden mit energiearmen Methoden wie Schwerkraft, Magnetismus, statischer Elektrizität oder Flotation anzureichern.

Diese physikalischen Methoden führten leider nur zu einer vernachlässigbaren Anreicherung. Die seltenen Erden waren nicht in einer leicht abtrennbaren Fraktion konzentriert. Die Analysen zeigen, dass sie in Form seltener und sehr feiner Mineralphasen auftreten, die eng mit Quarz sowie aluminium- und siliziumreichen Mineralien vermischt sind.

Das Team testete außerdem mehrere chemische Lösungen, um die gesuchten Elemente herauszulösen. Wasser und Essigsäure, die Hauptsäure von Essig, erwiesen sich auch hier als wirkungslos. Auf 60 °C erhitzte Salzsäure erhöhte die gelösten Mengen, erreichte jedoch unter den untersuchten Bedingungen kein für eine praktische Rückgewinnung geeignetes Niveau.

Diese Beobachtungen verhindern derzeit eine direkte Umwandlung dieser Rückstände in eine neue industrielle Quelle. Die gemessenen Gehalte bleiben für die Dokumentation europäischer Sekundärressourcen interessant. Allerdings erschweren die geringe Konzentration und die enge Verbindung mit anderen Mineralien die Aufbereitung und könnten den Verbrauch an Chemikalien erhöhen.

Die Studie befasst sich mit vier bestimmten Materialien und mit Laborversuchen. Sie erlaubt es daher nicht, andere günstigere Kohleabfälle auszuschließen. Künftige Arbeiten müssen andere Standorte ins Visier nehmen oder selektivere Verfahren entwickeln.

GI
gimmick

Meiner Meinung nach wäre die Priorität, die Auflösung mit Beaujolais Nouveau zu testen.

BI
Biscotte

Bleiben diese Abfälle also trotzdem vor Ort gelagert? Ich frage mich, ob eine Aufbereitung nützlich sein könnte, auch wenn nicht viele Seltenerdmetalle zurückgewonnen werden.

PÈ
Père Trottard

Diese Seltenen Erden, für manche nicht so selten, sind vor allem für die Miniaturisierung unserer Industriekomponenten nützlich. Sie für die medizinische Forschung und die Physik zu reservieren, würde völlig ausreichen, ohne große umweltbelastende Abhängigkeiten... Auf diese Weise hätten wir bald große Telefone und gute, große Batterien in großen Automobilen! Und dann??? Wir wollten den Gang wechseln, sonst: Verdammt noch mal die Erde!!!

KR
Kroco_8

221 Gramm pro Tonne, wenn ich das richtig verstanden habe, scheint das wirklich wenig zu sein. Würden selbst mit einem besseren Verfahren der Transport und die Verarbeitung nicht mehr kosten als das, was man zurückgewinnt?

VI
vieuxcrabe

Kroco_8, das ist auch die Frage, die ich mir stelle. Ich kannte die Zechenhügel im Norden, als sie vor allem als Abfallberge angesehen wurden. Heute findet man ihnen manchmal einen Wert, aber wenn man Tonnen bewegen und verarbeiten muss, um nur ein paar hundert Gramm zu erhalten, muss die Rechnung genau aufgehen.

TI
TitouB

Aber wenn die Körner also zu klein sind, können wir sie dann nicht noch weiter zerkleinern, um sie danach besser zu trennen? Oder macht das die Sache gerade noch schlimmer?

MO
Moka17

TitouB, genau, ein stärkeres Zerkleinern kann manchmal die nützlichen Körner freisetzen, aber wenn sie bereits sehr fein sind und mit anderen Mineralien vermischt sind, kann dies die Trennung vor allem erschweren und mehr Energie kosten.

GI
GigiZ

Es wäre hilfreich, mehrere Abraumhalden mit genau demselben Protokoll zu vergleichen. Mit nur vier Proben kann man leicht einen Standort übersehen, der wesentlich einfacher zu erschließen wäre.

BI
Biscotte

Ich frage mich, wie diese Körner unter dem Mikroskop aussehen, kann man die Seltenerdmetalle auf den Bildern wirklich vom anderen Mineral abheben?

avatar
QJ

Das Problem liegt an der Anthrazitfarbe der Materialien.
Ich kenne mich mit der Spektralanalyse von Industrieabfällen aus, und heute ist das Ergebnis für einen 1 mm Würfelbruch kein „Top-Ergebnis“...

  • Bei 1 mm bewegen Sie sich an der unteren physikalischen Grenze von optischen Sortiersystemen/XRT mit Luftausstoß...
  • Die Anthrazitfarbe verhindert die Verwendung von sogenannten „Nahinfrarot“-Spektralanalysatoren aufgrund zu hoher Absorption; man erhält ein Signal, das im Rauschschwellenbereich der besten Sensoren auf dem Markt liegt.

Wenn das Ziel darin besteht, die globale chemische Zusammensetzung eines Flusses kontinuierlich, auf einem Förderband und kontaktlos zu messen, dann ist die PGNAA-Spektrometrie... Aber das kostet ein Vermögen und erfordert ein feines Zerkleinern, was daher sehr, sehr teuer in der Investition ist.

Das Gerät bombardiert den Schredderstrom mit Neutronen, was die Emission von Gammastrahlen verursacht, deren Spektrum die Elementkonzentration sofort offenbart.
Es liefert in Echtzeit den Aschegehalt, die Feuchtigkeit, den Kohlenstoffgehalt (zur Bewertung des verbleibenden Heizwertes), den Schwefel (Pyrit) und den Siliziumgehalt.

Durch Subtraktion erhalten Sie das Verhältnis des zu extrahierenden Materials mit hohem Mehrwert.
Aber Sie haben noch kein Verfahren, um das Material zu trennen, und heute ist die einzige Lösung: Der Elektroofen.

Kurz gesagt: Man muss zerkleinern, das Verhältnis analysieren und dann zur Schmelze gehen – all das ist nicht rentabel und viel zu umweltbelastend.

Wer möchte diese Art von Brechern und/oder Schmelzereien in der Nähe von sich haben?

BI
Biscotte

Und könnten wir gleichzeitig noch etwas anderes abholen, damit sich die Bearbeitung rentabel gestaltet?