Entwicklung einer industriell umsetzbaren Recycling- Technologiekette für NdFeB-Magnete (SEMAREC)

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1 Entwicklung einer industriell umsetzbaren Recycling- Technologiekette für NdFeB-Magnete (SEMAREC) Koordinator: Prof. Dr.-Ing. Tobias Elwert Förderkennzeichen: 033R142 Verbundpartner TU Clausthal, Lehrstuhl für Rohstoffaufbereitung und Recycling PPM Pure Metals GmbH, Langelsheim Electrocycling GmbH, Goslar ELPRO Elektronik-Produkt Recycling GmbH, Insolvenz 2016 Innova Recycling GmbH, Goslar, Insolvenz

2 Ausgangssituation Derzeit findet in Europa kein industrielles Recycling von NdFeB-Abfällen statt - Geringe Mengen an Produktionsabfällen - Keine Anreize zur Extraktion und technische Schwierigkeiten - Stoffströme erst zukünftig relevant - Unklarheit über verfügbare Mengen - Viele Forschungsprojekte adressieren nur einzelne Stoffströme Quelle: Siemens AG Quelle: ELPRO GmbH Quelle: TU Clausthal Quelle: Wikipedia 2

3 Projektziel Produktion von marktfähigen Seltenerdkonzentraten im kleinen Produktionsmaßstab aus Produktions- und Konsumentenabfällen Quelle: Tradium GmbH Quelle: Wikipedia Quelle: China Ningbo Hilan Magnets 3

4 Vorgehensweise 1. Marktrecherche und Potentialabschätzung 2. Thermische Behandlung, Demontage und Aufbereitung 3. Hydrometallurgie 4. Vermarktung 4

5 Marktrecherche (Innova/ELPRO) Derzeitiges Handelsvolumen an NdFeB-haltigen Abfällen in Europa: ca. 150 t/a t/a aus der Magnetproduktion (Hartschrotte und Schleifschlämme) Handelsvolumen Innova Recycling GmbH: ca. 30 t/a Handelsvolumen Hauptkonkurrent: ca. 40 t/a Seit einigen Jahren werden steigende Mengen beobachtet Herkunft der Magnete ist häufig unklar Schrottpreise: 4 15 US$/kg Hartschrott Preise für gemischtes SEO-Konzentrat: ca. 20 US$/kg Abnehmer: Chinesische und japanische Recyclingunternehmen 5

6 Potentialanalyse EU (TUC) t NdFeB-Magnete t Neodym t Dysprosium 6

7 Potentialanalyse EU (TUC) Szenario für realistische Rücklaufmengen NdFeB-Magnete [t] E-Mobilität Elektronikprodukte Industriemotoren MRT Windkraft t NdFeB-Magnete t Neodym t Dysprosium 7

8 Fazit In den nächsten Jahren ist nur mit geringfügig steigenden Mengen zu rechnen Mit einem deutlichen Anstieg ist erst nach 2030 zu rechnen Unter derzeitigen Rahmenbedingungen werden nur ca. 6% der NdFeB-Magnete wirtschaftlich gewinnbar sein Kritische Diskussion notwendig, inwieweit der Aufbau einer Recyclingkette vom NdFeB-Abfall bis zu Neodymund Dysprosiummetall lohnenswert ist 8

9 Demontagestudien (Electrocycling/Innova/TUC) Magnetresonanztomograph (Einkauf durch Innova) Lautsprecher (Spende Firma Teufel, 2,3 t) Festplatten (Bestände Electrocycling) Elektrofahrräder (Ankauf TUC) Elektromotoren (Spenden Firmen Siemens AG & Plettenberg Elektromotoren GmbH & Co. KG, Bestände Electrocycling) 9

10 Aufbereitung Festplatten (Electrocycling/TUC) 10

11 Fazit Handzerlegung ist in vielen Fällen unwirtschaftlich Schwierigkeiten bei der Identifikation NdFeB-haltiger Geräte Kennzeichnungspflicht wäre sehr hilfreich Weiterentwicklung automatisierter Demontagetechniken für Hochlohnländer zwingend erforderlich Mechanische Aufbereitung von NdFeB-haltigen Stoffströmen technisch möglich, wirtschaftlich aber bei derzeitigen Marktpreisen fraglich 11

12 Hydrometallurgie (PPM/TUC) 12

13 Hydrometallurgie (PPM/TUC) Hydrolyse von Eisenchlorid: 2 Fe Cl H 2 O Fe 2 O HCl Kreislaufführung von Oxalat: SE 2 (C 2 O 4 ) NaOH 2 SE(OH) Na 2 C 2 O 4 Rückgewinnung von Bor: Ionenaustausch mittels Amberlite IRA

14 Fazit Lösungen zur Kreislaufführung von Chemikalien sind vielversprechend Rückgewinnung von Bor könnte zusätzliche Erlöse generieren Die industrielle Umsetzung der Lösungen scheitert derzeit noch an den aktuell zu geringen verfügbaren Mengen Ein stark vereinfachter Prozess könnte wirtschaftlich sein, eine abschließende Beurteilung steht noch aus 14