Elektrische Ströme sollen den Einsatz von Chemikalien reduzieren und die Effizienz des Rohstoffabbaus steigern.
China dominiert seit Jahrzehnten die Produktion Seltener Erden. Weniger strenger Umweltauflagen und niedrigere Produktionskosten waren entscheidende Faktoren, warum die Volksrepublik sich gegen frühere Mitbewerber wie die USA durchsetzen konnte. Doch inzwischen streben westliche Länder eine Stärkung ihrer eigenen Rohstoff-Wertschöpfungsketten an, denn der Bedarf an Seltenen Erden steigt und zugleich nehmen geopolitische Spannungen zu. Um seine Marktführerschaft gegen die wachsende Konkurrenz zu sichern, will China seine Seltenerdindustrie qualitativ aufwerten. Dabei spielen auch neue Abbaumethoden eine Rolle. Eine solche hat nun ein Forschungsteam der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) präsentiert.
Gedacht ist das Verfahren vor allem für Ionen-Adsorptionstone. Dieser Typ von Lagerstätten wird bislang nur in Südchina und dem Nachbarland Myanmar abgebaut und stellt die Hauptquelle für besonders begehrte schwere Seltene Erden wie Terbium dar. Dabei werden die Rohstoffe durch Laugung, meist auf Basis von Ammoniumsalzen, aus dem Gestein gelöst. Bei der neuen Methode kommen hingegen elektrische Ströme zum Einsatz, um die Bewegung der extrahierten Metalle, der Auslaugungsmittel und anderer Stoffe wie Wasser anzutreiben. Dies sei den beteiligten Forschern zufolge umweltfreundlicher, effizienter und schneller.
Das Team stellte das Konzept bereits 2023 vor (wir berichteten). Die grundsätzliche Machbarkeit sei damals durch Experimente bestätigt worden, seither wurden Herausforderungen angegangen, die sich bei der Umsetzung für die Industrie ergaben, wie die Stabilität der Elektroden in korrosiven Umgebungen. Durch die Fortschritte konnte der Einsatz von Auslaugungsmitteln um 80 Prozent reduziert werden und der Energieverbrauch um 60, so die Wissenschaftler. Ein 60-tägiger Test im industriellen Maßstab habe eine Gewinnungsrate von 95 Prozent der im Erz enthaltenen Seltenen Erden ergeben. Zudem seien der Rohstoffabbau deutlich beschleunigt und die Auswirkungen auf das Grundwasser erheblich verringert worden. Die Forscher bezeichneten ihre Ergebnisse als Durchbruch für den grünen und großflächigen Abbau von Ionen-Adsorptionstonen.
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