Neodym steckt in den stärksten Permanentmagneten der Welt, verbaut in E-Autos, Windrädern, Smartphones und Festplatten. Das Problem: Rund 90 Prozent des Metalls werden aus China eingeführt. Eine geopolitische Abhängigkeit, die mit steigendem Bedarf nur größer wird. Schätzungen gehen von einer jährlichen Wachstumsrate bei Permanentmagneten von bis zu 8,3 Prozent aus.

Forschende des Fraunhofer IKTS und der TU Bergakademie Freiberg arbeiten deshalb im EU-Projekt NEO-CYCLE mit insgesamt 23 Partnern daran, Seltene Erden aus alten Magneten zurückzugewinnen, und zwar in Europa statt in China. Aktuell werden Magnete laut Fraunhofer IKTS in Europa kaum recycelt, sondern meist gesammelt, nach China geschickt und dort wieder aufbereitet. Das soll sich ändern.

Im Fokus stehen Festplattenlaufwerke aus entsorgten Computern und Laptops, die Neodym-Magnete enthalten. Die Forschenden testen zwei Verfahren: Feststoffchlorierung und elektrochemische Prozesse. Bei der Feststoffchlorierung setzt die TU Bergakademie Freiberg statt herkömmlicher Salzsäure Ammoniumchlorid ein und wandelt die Neodym-Bor-Eisenmischung in einem thermischen Prozess direkt in Metallchloride und hochreine Ammoniaklösung um. Das Verfahren ist bereits patentiert und kommt heute bei Leuchtstofflampen zum Einsatz. Die Ergebnisse zeigen eine nahezu vollständige Extraktion der Metalle bei vergleichsweise geringem Chemikalienverbrauch.

Beim zweiten Verfahren wandern pulverisierte Magnetabfälle in eine elektrochemische Zelle, verdünnte Schwefelsäure dient als Reaktionsmedium. So lässt sich zunächst eine Bor-Lösung gewinnen, die später aufkonzentriert wird und in Chemie und Pharmaindustrie nutzbar ist. Anschließend trennt das Fraunhofer IKTS die Produkte beider Verfahren weiter auf. Mit einem selektiven hydrometallurgischen Verfahren extrahieren Sandra Pavón und ihr Team zunächst Neodym und Eisen, danach lassen sich die Metallsalze in reiner Form gewinnen.

Die Reinheit ist entscheidend, denn für den Einsatz in neuen Magneten braucht Neodym einen sehr hohen Reinheitsgrad. Sind die Rohstoffe separiert, gehen sie laut Fraunhofer IKTS nicht nur zurück in die Magnetproduktion. Sie versorgen auch die Pharma- und Chemieindustrie, die Wasserstoffwirtschaft und die Düngemittelindustrie. Sandra Pavón, am Institut Gruppenleiterin für hydrometallurgisches Recycling und Rohstoffchemie, bringt es so auf den Punkt: "Am Anfang des Verfahrens stehen Produkte, die ihren Lebenszyklus abgeschlossen haben, am Ende können wir gleich vier verschiedene Industriezweige mit wertvollen, recycelten Rohstoffen versorgen."

NEO-CYCLE läuft über vier Jahre, gefördert durch die EU im Programm Horizon Europe. Am Ende soll eine Pilotanlage stehen, ein erster Schritt von der Laborforschung zur industriellen Anwendung.

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