Pilotanlage zur Gewinnung von Seltenen Erden im Herzen des Kohlelandes

Amerikaner verwenden täglich Seltene Erden (REEs) – ohne es zu wissen. Tatsächlich sind sie für die Gesellschaft von entscheidender Bedeutung. Rick Honaker, Professor für Bergbautechnik an der University of Kentucky, weiß alles über diese faszinierenden Elemente und die moderne Elektronik, die sie ermöglichen.

REEs sind eine Reihe von 17 chemischen Elementen, die in der Erdkruste vorkommen. „Auf einem Periodensystem sind sie typischerweise die Lanthanidreihe, die die horizontale Reihe am unteren Rand des Periodensystems ist, sowie Scandium und Yttrium. Alle diese Elemente sind für den täglichen Einsatz äußerst wichtig“, sagte Honaker.

So ist beispielsweise Europium ein farbgebender Phosphor, der in Videobildschirmen, einschließlich Computermonitoren und Plasma-TVs, verwendet wird. Neodym ist ein starker Magnet, der in Smartphones, Fernsehern, Lasern, wiederaufladbaren Batterien und Festplatten verwendet wird. Aufgrund ihrer einzigartigen chemischen Eigenschaften sind REEs unverzichtbare Bestandteile von Technologien, die eine Vielzahl von Anwendungen abdecken, wie Kommunikationssysteme, Transport, Gesundheitswesen und Landesverteidigung.

Die Nachfrage nach REEs ist stetig gestiegen. Weltweit wird erwartet, dass die Produktion von Elektrofahrzeugen bis 2025 auf 30 Millionen Autos jährlich ansteigen wird. „Es gibt etwa fünf Kilogramm Seltene Erden in jedem Elektrofahrzeug, und wir erwarten, dass die Produktion von Elektrofahrzeugen exponentiell steigen wird, was fast eine Verdoppelung der Menge an Seltenen Erden bedeutet, die wir heute produzieren.“

Das Problem? Etwa 90 Prozent der weltweiten Elektroschrottgeräte werden derzeit in China produziert und hergestellt. Jetzt ist es an der Zeit, dass die USA eine wirtschaftlich sinnvolle Lösung finden.

An dieser Stelle kommt Honaker ins Spiel.

Im Jahr 2017 wählte das US-Energieministerium (DOE) das Pilotprojekt Honaker’s aus, um in eine zweite Phase der Forschung einzutreten, um diese Elemente aus Kohle und Kohle-Nebenprodukten zu gewinnen. Das Energieministerium (DOE) investierte 6 Millionen Dollar in das Projekt und die Partner steuerten über zweieinhalb Jahre hinweg zusätzliche 1,5 Millionen Dollar für insgesamt 7,5 Millionen Dollar bei.

Honaker hat kürzlich eine Pilotverarbeitungsanlage in Betrieb genommen, die darauf abzielt, Elektroschrott aus Kohle und ihren Nebenprodukten in Webster County zu gewinnen. „Wir werden mit der Herstellung einer Konzentratmischung beginnen, und wir waren im Labor erfolgreich – in kontinuierlicher Form – bei der Herstellung eines 99-prozentigen reinen Seltenerdprodukts. Also, wir werden das tun, aber wir werden auch diesen einen Schritt weiter gehen und tatsächlich Seltenerdkonzentrate produzieren.“

Bei Erfolg würde der Prozess eine inländische Quelle für REEs darstellen. Sie fragen sich vielleicht, warum Kentucky dieses Unternehmen anführt? Eine der größten Quellen für Seltene Erden in den Vereinigten Staaten ist der Kohlenflöz Schamotte im Osten Kentuckys. „Da Kohle in Teilen unseres Staates eine wichtige wirtschaftliche Quelle ist, trägt die Bereitstellung eines Mittels zur Rückgewinnung eines wichtigen Nebenprodukts zur wirtschaftlichen Stärke und Lebensfähigkeit der Kohleindustrie bei“, so Honaker weiter. „Deshalb ist Kentucky daran interessiert, dies zu entwickeln, ebenso wie die Tatsache, dass der Commonwealth ein ziemlich großer Produktionsstaat ist.“

Honaker hat keine Zweifel, dass sie in der Lage sein werden, eine Erholung zu erreichen. Auf die Frage, was der schwierigste Teil dieser Forschung sein wird, antwortete er: „Wirtschaft. Der Versuch, es auch als Nebenprodukt produzieren zu können und dabei wirtschaftlich zu sein, ist wahrscheinlich unsere größte Herausforderung.“

Insgesamt bleibt Honaker optimistisch, denn er hat ein unglaubliches Team von Forschern und Studenten hinter sich.

„Die Ausbildungsmöglichkeiten, die wir haben, sind enorm, und das bringt viel Freude, denn dafür sind wir wirklich da, um Technologie auszubilden und zu entwickeln. Ich meine, wie oft hast du als Student, sowohl als Student, als auch als Absolvent, die Möglichkeit, an einem so bedeutsamen Projekt mitzuwirken?“

Zu den am Projekt beteiligten Institutionen und Forschern gehören Josh Werner und Wencai Zhang (University of Kentucky), Roe-Hoan Yoon, Gerald Luttrell und Aaron Noble (Virginia Tech) sowie Qingqing Huang (West Virginia University).

Das Projekt soll im März 2020 abgeschlossen sein. Bis dahin werden Honaker und sein Team „sehr beschäftigt“ sein.

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tekk.tv

Lange Zeit war Paul Florian in der TV-Branche tätig. Schon immer gab es eine Schublade voller Handys (und später Smartphones) in seiner Wohnung. Als Online-Redakteur hat der Nerd in ihm diese Schublade nun für Tekk geöffnet.

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