Servicenavigation

Detailseite

Zurück

Projekt Druckansicht

SPP 2315:  Maßgeschneiderte künstliche Minerale (EnAM) - ein geometallurgisches Werkzeug zum Recycling kritischer Elemente aus Reststoffströmen

Fachliche Zuordnung Wärmetechnik/Verfahrenstechnik
Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Förderung Förderung seit 2021
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 441888760
 
Die heutigen Megatrends lassen sich unter dem Schlagwort zusammenfassen: "Wie können wir als Gesellschaft effizienter werden, und nachhaltig mit den natürlichen Ressourcen umgehen?" Diese Frage umfasst sowohl die Herausforderung CO2/Energie als auch die Herausforderung Rohstoffe/Recycling. Heute befindet sich die Recyclingtechnologie an einem Scheideweg. In den Industrieländern haben sich Ansätze etabliert, um die Elemente und Materialien wiederzugewinnen, die die Hauptmasse des Abfalls ausmachen. Uns fehlen aber Technologien, um die wesentlichen, seltenen Elemente einer modernen Gesellschaft zu adressieren, die in den Abfallströmen verloren gehen. Solche Elemente verleihen einem Produkt seine besondere Funktionalität und sind in Batterien, Kondensatoren, Magneten, elektronischen Schaltungen, Sensoren oder funktionalen Kompositstrukturen enthalten. Eine signifikante Senke für viele dieser Elemente sind pyrometallurgische Prozesse, da diese Prozesse traditionell auf die Qualität, Ausbeute und wirtschaftliche Bedeutung der Hauptmetallphase abzielen. Alle nicht funktionalen und die Materialqualität beeinflussenden Elemente wandern in die zweite flüssige Phase, die Schlacke. Letztere besteht aus Oxiden, Phosphaten, Carbonaten oder Sulfiden von Metallen. So wird die Schlacke zum Träger einer Vielzahl von wertvollen Elementen. Da ihre Konzentration gering ist, sind diese Elemente nach der Erstarrung dissipiert und in die anorganische Matrix integriert. Eine häufige Anwendung der Schlacke, was formal zur Recyclingquote beiträgt, ist als Füllstoff, Bindemittel oder Geopolymer im Bauwesen, wodurch die enthaltenen kritischen Elemente vollständig aus dem Stoffkreislauf entfernt werden. Das SPP 2315 EnAM adressiert die Schlackenphase als eine wichtige Quelle für kritische Technologieelemente. Wenn die Schlacke erstarrt, kann sie ein amorphes Gefüge bilden oder sie kann Kristalle erzeugen. Diese können als künstliche Mineralien bzw. Erze angesehen werden. So ist eine gezielte Kristallisation von definierten Mineralien potenziell in der Lage, verdünnte Elemente um Größenordnungen aufzukonzentrieren. Es kann erforderlich sein, weitere Spezies hinzuzufügen, um definierte Minerale zu bilden, was wiederum von der Thermodynamik des komplexen Mehrkomponentensystems Schlacke abhängt. Die Identifizierung eines EnAM-Kristalls ist der erste Schritt in der Verarbeitung. Er muss bis zu einer ausreichenden Größe (z.B. < 10 µm) kristallisiert und von der verbleibenden, teilweise amorphen Feststoffmatrix befreit werden. Die mechanische Abtrennung der EnAM-Partikel führt schließlich zu einem neuen künstlichen Erzkonzentrat. Die Schlackenaufbereitung ist wenig untersucht und es fehlen daher Prozessgesetze, z. B. Bruch¬gesetze oder Flotationsstrategien zur quantitativen Beschreibung und Modellierung. Zusammenfassend arbeitet das SPP 2315 an ganzheitlichen Trenn- und Konzentrations-konzepten, die es erlauben, in Zukunft mehr Elemente im Stoffkreislauf zu halten.
DFG-Verfahren Schwerpunktprogramme
Internationaler Bezug Österreich

Projekte

 
 

Zusatzinformationen

© 2024 DFG Kontakt / Impressum / Datenschutz

Textvergrößerung und Kontrastanpassung