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Wertvolle seltene Metalle können von weggeworfenen Laufwerken geerntet werden
Was machen Sie mit einem alten Festplattenlaufwerk, das sich in den meisten PCs immer noch dreht, wenn es das Ende seiner Lebensdauer erreicht hat?
Wenn es nach Allan Walton geht, könnten Teile davon bald Ihr nächstes Auto auf der Straße antreiben, vorausgesetzt, Sie fahren elektrisch.
Der Professor an der Universität von Birmingham ist Direktor der Firma Hypromag, die Neodym-Magnete aus gebrauchten Festplatten extrahiert und recycelt.
Neodym ist ein Seltenerdmetall – chemische Elemente, die als wesentliche Bestandteile vieler heutiger Must-Have-Technologien gelten, von Smartphones bis hin zu Fernsehbildschirmen. Neodym wird unter anderem zur Herstellung von Magneten verwendet, die die Motoren antreiben, die Elektrofahrzeuge antreiben.
Prof. Walton glaubt, dass sein Unternehmen in den nächsten 10 Jahren genug Neodym recyceln könnte, um ein Viertel des britischen Bedarfs zu decken – fast alle davon werden derzeit aus China importiert.
Sobald Elektrofahrzeuge zusammengebaut und in Betrieb sind, werden sie allgemein als umweltfreundlicher angesehen als Autos mit Verbrennungsmotor. Die Herstellung von Magneten aus Seltenen Erden ist jedoch alles andere als grün.
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Das Laufwerksteil ist in Wasserstoff getaucht und enthüllt das wertvolle Neodym
Obwohl Prozesse, die zur Raffination von Seltenen Erden erforderlich sind, viele der gleichen Chemikalien verwenden, die in Ofenreinigern und Kosmetika enthalten sind, können ihre Abfälle zerstörerisch sein, wenn sie nicht ordnungsgemäß kontrolliert werden.
An einem Bergbaustandort, Bayan Obo in der Inneren Mongolei, haben sie zu einem beigetragen riesiger giftiger See.
Neben der Mine selbst befindet sich ein Tailing-Damm, ein Reservoir, das durch die Trennung der Seltenen Erden entstanden ist.
Stahl und Aluminium haben bereits große etablierte Recyclingprogramme, die dazu beitragen, die chemische Verarbeitung zu reduzieren.
Seltenerdmineralien, die in Telefonen, Festplatten und alten Windkraftanlagen verwendet werden, gehen jedoch im Allgemeinen verloren.
Vor vier Jahren entdeckten Prof. Walton und sein Mentor, Prof. Rex Harris, an der Universität von Birmingham, dass der Betrieb von Wasserstoffgas durch alte Festplatten die Magnete in Pulver verwandelt, das geerntet, umgepackt und beschichtet werden kann, um neue Magnete zu werden .
Das Projekt wird nicht nur eine umweltfreundlichere Lösung für den Seltenerdmarkt bieten, die weltweite Nachfrage nach diesen Mineralien bedeutet auch, dass ein Geschäftsmodell erstellt werden muss.
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Das zurückgewonnene Neodym kann eingeschmolzen werden, um neue Magnete herzustellen
„Uns fehlt ein Trick. Es ist kein Problem, Seltene Erden zu finden, sondern sie zu einem nützlichen Material wie einem Magneten zu verarbeiten “, sagt Prof. Walton.
In diesem Jahr wird Hypromag voraussichtlich einen Vertrag mit dem britischen Automobilhersteller Bentley bekannt geben.
Es hat einen Zuschuss von 2,6 Mio. GBP von Innovate UK und eine halbe Million Pfund Investition und weitere Partnerschaft von einer afrikanischen Junior-Mine, Mkango, erhalten.
Die Hypromag-Lösung wird jedoch nur einen Bruchteil der wachsenden Nachfrage nach Seltenen Erden decken, die sich nach Schätzungen der Analysten bis 2025 verdoppeln wird.
Prof. Walton glaubt, dass Großbritannien, wenn es jetzt handelt und eine vergrößerte Recyclingindustrie für Seltene Erden schafft, weltweit führend werden könnte.
Die Chance ist riesig, da viele aufstrebende Technologien wie 5G Seltene Erden fordern und der Bedarf an etablierten Technologien wie Telefonhandys, Mikroprozessoren und Windturbinen wächst.
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Mehr Elektroautos bedeuten mehr Nachfrage nach Seltenerdmetallen
Der Hauptgrund, warum Seltene Erden mit Öl verglichen wurden, ist die Regierungspolitik, die die Nachfrage nach Elektrofahrzeugen befeuern wird.
Nach 2025 werden die Niederlande keine Benzin- oder Dieselautos mehr verkaufen. Großbritannien und Frankreich haben sich verpflichtet, dieses Ziel bis 2040 zu erreichen. In diesem Jahr strebt China an, dass 12% der im Land verkauften Autos emissionsfrei sind.
Bei der Herstellung von Seltenen Erden und Magneten ist China weltweit führend.
Das Land beherrscht den Markt, weil seine Unternehmen Seltene Erden abbauen und lokal zu fertigen Produkten verarbeiten können. Mehr als 70% der Seltenerdprodukte werden von China exportiert.
Mehr Technologie des Geschäfts
Das Land beherrscht den Markt, weil es der einzige Ort auf der Welt ist, an dem Unternehmen Seltenerdmineralien zu fertigen Produkten verarbeiten können. Mehr als 70% der Seltenerdprodukte werden von China exportiert.
Und seine etablierte Lieferkette bietet ihnen unübertroffene Rabatte.
Seltene Erden sind Teil des Plans Made in China 2025, der weltweit führende Hersteller zu werden.
Während China verarbeitete Produkte exportiert, sind die natürlichen Ressourcen des Landes nicht reich an schwereren Seltenerdarten, die am meisten nachgefragt werden, wie das für Automagnete verwendete Neodym.
China bezieht den größten Teil seines Neodyms aus Birma und den USA, sagt Christopher Ecclestone, ein Bergbaustratege in Hallgarten.
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Die Mine Mountain Pass in Kalifornien gehört zum Teil Chinas Shenghe Resources
Die Mountain Pass-Mine in Kalifornien verkauft 100% ihrer Seltenen Erden in konzentrierter Form an China – und ist Teil des chinesischen Unternehmens Shenghe Resources, das einen Anteil von 9,9% hält.
„Die USA sind eine der größten Quellen für Seltene Erden in China, und die Chinesen halten sie für ein Lied. Das macht das Pentagon verrückt “, sagt er.
Was China die Kontrolle über den Markt gab, war, dass Seltene Erden ein Nebenprodukt bereits etablierter Minen waren, sagt Ian Higgins, Direktor von Less Common Metals im Hafen von Ellesmere in der Nähe von Liverpool.
Andere Seltenerdmetalle und ihre Verwendung
- Neodym – Permanentmagnete für Autos und Windkraftanlagen
- Erbium – Glasfaserkabel für Hochgeschwindigkeitsbreitband und Laser
- Dysprosium – kommerzielle Beleuchtung und auch Kernreaktoren
- Cer – Glaspolitur, Katalysatoren und Ofenreiniger
- Yttrium und Terbium – Waffen einschließlich Laserziel- und Marschflugkörpern
Die Firma von Herrn Higgins ist einer der wenigen Hersteller außerhalb Chinas, der Seltenerdmetalle zu Legierungen herstellt und kombiniert.
Er weist darauf hin, dass chinesische Minen durch staatliche Subventionen und undurchsichtige Rechnungslegungspraktiken unterstützt werden.
Während sich die Umweltpolitik in China verbessert hat, wurden die größten Minen vor ihrer Umsetzung gebaut.
"Es gibt eine Menge Verarbeitung von Seltenen Erden, was schrecklich ist, und es gibt auch eine Menge Schwarz- und Graumarktschmuggel von schwereren Seltenen Erden." sagt Herr Higgins.
Er fügt jedoch hinzu, dass das Land allmählich mit den Umweltauswirkungen seiner Seltenerdindustrie aufwacht.
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Weniger gebräuchliche Metalle
Ian Higgins ist einer der wenigen Hersteller von Seltenerdlegierungen außerhalb Chinas
Die Covid-19-Pandemie hat dazu geführt, dass die weltweiten Montagelinien zum Stillstand gekommen sind. Aber es hat auch Hersteller angespornt, die Seltene Erden verwenden, um die globale Lieferkette und ihre Abhängigkeit von einem Land aus einer Hand in Frage zu stellen.
Die Krise hat Regierungen und Unternehmen dazu gedrängt, "Ressourcen zu lokalisieren", so Andrew Bloodworth, Direktor des British Geological Survey.
"Leute wie ich sagen unserer Regierung, dass jede Produktion, die sich auf kleine Orte konzentriert, anfällig für Störungen ist", sagt Bloodworth.
Amerika, Großbritannien und Europa versuchen, Lieferketten für Seltene Erden außerhalb Chinas aufzubauen.
Am 13. Mai wurde dem US-Gesetzgeber ein Gesetz vorgelegt, das darauf abzielt, der Industrie Steuervergünstigungen zu gewähren. 50 Mio. USD wurden auch für Start-up-Minen in den USA bereitgestellt.
In der EU hat der Fonds Horizont 2020 eine Initiative zum Aufbau einer Lieferkette in mehreren europäischen und nordischen Ländern, einschließlich Großbritannien, gestartet.
In Großbritannien sind Seltene Erden ein wesentlicher Bestandteil der Industriestrategie der Regierung, so Jeff Townsend, der in diesem Jahr eine Lobbyfirma gegründet hat, um die Interessen der Branche zu vertreten.
„Die Regierung muss mehr verstehen und tun, als eine großartige Vision einer Industriestrategie darzulegen. Es muss sich die Hände schmutzig machen und die Lieferkette bereitstellen “, sagt er.
"Covid hat alle zur Seite geworfen und viele Leute schauen sich wieder an, wie wir Dinge tun", sagt Townsend.
Er fügt hinzu: "Wenn wir die Entscheidung treffen, dass wir besser werden wollen, müssen wir versuchen, besser zu werden, denn nur so können wir die Gesellschaft verändern."