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Projekt
Entwicklung von Ta-reichen Mineralphasen auf der Grundlage von Schlacken aus dem Recycling von Elektro- und Elektronikaltgeräten durch Modifizierung der Flussmittel, kontrollierte Abkühlung und Entmischung
Antragsteller
Professor Dr.-Ing. Bernd Friedrich
Fachliche Zuordnung
Metallurgische, thermische und thermomechanische Behandlung von Werkstoffen
Förderung
Förderung seit 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 470553874
Die erste geförderte Zeitperiode zeigt, dass die Ta-Entmischung in magnetischen Mineralphasen gering war. Im Gegenteil, es gab Hinweise auf eine Ta-Entmischung in Mineralien auf Perowskit-Basis, Ca-Al-Silikaten und Tantalit. Aus diesem Grund wurde beschlossen, dass im zweiten geförderten Zeitraum die Herstellung von EnAM zur selektiven Anreicherung von Ta nicht durch dessen Einbau in inverse Spinellphasen (Magnetit), sondern durch verstärkten Einbau in kieselsäurereiche oder Ca/Mg-reiche Phasen (Perowskit) angestrebt werden sollte. Daher wird ein strategischer Einsatz von Flussmitteln (CaO, MgO, TiO2) angestrebt, um die selektive Ta-Anreicherung sowie die Aufgaben der Mineralfreisetzung und 3D-Charakterisierung zu verbessern. Kontrollierte Abkühlungsstrategien werden weiterentwickelt, um den Punkt zu bestimmen, an dem sich eine 100% kristalline Mineralmatrix und große, idiomorphe Körner bilden. Wir werden auch weiterhin mit den atmosphärischen Bedingungen des Tests spielen, um die selektive Ausscheidung von Ta zu fördern. Magnetische Phasen werden ebenfalls ein wichtiger Punkt dieser Phasen sein, nicht für die Immobilisierung von Ta, sondern für die einfache mechanische Extraktion von Eisen (Fe3O4) aus der Schlacke als mögliches Nebenprodukt der hergestellten EnAMs. Das Hauptziel des Projekts ist: "Verständnis der Bildungsmechanismen und Kontrolle des Kristallwachstums künstlich gebildeter Ta-reicher Phasen als Werkzeug für die selektive Abtrennung von WEEE-Schrott". Die Bildung von EnAM mit inkorporiertem Ta in den angestrebten Phasen ermöglicht die Verbesserung der Konzentration und folglich ihre jeweilige Extraktion durch mechanische Trennung und konventionelle hydrometallurgische Verarbeitung. Dieses Ziel soll durch die folgenden spezifischen Ziele erreicht werden: - Synthese von geochemisch gebildeten magnetischen Niederdruckphasen für die direkte Valorisierung von Eisen; - Synthese eisenfreier mineralischer Phasen, die hochgradig mit Ta angereichert sind, für einen präzisen vormechanischen Freisetzungsschritt; - Bestimmung des erforderlichen Prozessfensters, wie Sauerstoffpartialdruck, Temperatur, Kühlbedingungen und Zusatzstoffe; - Beeinflussung der Phasenverteilungskoeffizienten und Kristallgrößen und, falls erforderlich, autogene Zersetzung, um eine mechanische Trennung zu ermöglichen; und - Entwicklung genauer thermodynamischer Modelle zur Beschreibung der Mobilität der Zielmetalle.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
