Ein internationales Forschungsteam entwickelt eine nachhaltige Methode zur Gewinnung von Seltenen Erden, die das traditionelle Bergbauverfahren deutlich übersteigt.
Ein internationales Forschungsteam aus Metallurgen und Geochemikern des Guangzhou Institute of Geochemistry hat eine bahnbrechende Verbesserung in der Bergbau technik für Seltene Erden vorgenommen. In enger Zusammenarbeit mit einem Maschinenbauingenieur der Chinese Academy of Sciences haben sie die elektrokinetische Bergbau technik weiterentwickelt, um im industriellen Maßstab anwendbar zu machen. Erste Tests in einem Bergwerk zeigen die beeindruckende ökologische Wirksamkeit dieses Verfahrens.
Seltene Erden sind in vielen modernen Technologien essenziell, von Computern und Smartphones bis hin zu Elektroautos. Doch der traditionelle Abbau dieser wertvollen Rohstoffe ist mit schwerwiegenden Umweltauswirkungen verbunden. Riesige Mengen an Gestein müssen bewegt, gebrochen und mit großen Wassermengen und giftigen Chemikalien vermischt werden, um die seltenen Elemente zu gewinnen. Dieser Prozess führt zu einer erheblichen Umweltbelastung, Zerstörung von Ökosystemen und der Anhäufung von tausenden Tonnen giftiger Abfälle. Die Forschungsgruppe hat die elektrokinetische Bergbautechnik, die erstmals von einem Ingenieur der Chinese Academy of Sciences vorgeschlagen wurde, weiterentwickelt und auf eine industrielle Ebene skaliert. Die Methode basiert auf dem Einsatz eines unterirdischen elektrischen Feldes, erzeugt durch leitfähige Kunststoff-Elektroden (CPE). Diese Elektroden bestehen aus einem Mix aus Kunststoff und leitfähigem Material, lassen sich einfach auf die gewünschte Länge zuschneiden und werden in Bohrlöchern in die Mine eingesetzt. Darüber hinaus wird Ammoniumsulfat in die Mine injiziert. Die Aktivierung der Elektroden und das Erzeugen des elektrischen Feldes zwischen positiv und negativ geladenen Elektroden benötigen eine beträchtliche Menge an Strom. Sobald das Feld aufgebaut ist, werden die seltenen Elemente durch die elektrische Kraft zur negativen Kathode bewegt und konzentrieren sich an einem bestimmten Punkt. Dies ermöglicht einen gezielteren und effizienteren Abbau, da nur ein kleiner Teil der Lagerstätte bearbeitet werden muss. In Feldversuchen wurden 176 CPEs in einem Bergwerk eingesetzt. Die traditionellen Abbauverfahren erzielen eine Effizienz von etwa 40 bis 60 Prozent. Die elektrokinetische Technik erreichte jedoch eine beeindruckende Effizienz von 95 Prozent. Darüber hinaus konnte der Ammoniak-Emissionswert um 95 Prozent reduziert werden, im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren. Die Wissenschaftler räumen jedoch ein, dass der hohe Energieverbrauch für die Erzeugung des elektrischen Feldes die ökologische Bilanz negativ beeinflussen kann, wenn die Energie aus fossilen Brennstoffen gewonnen wird. Die Forscher appellieren daher an die Nutzung von erneuerbaren Energien, um den positiven Effekt der elektrokinetischen Bergbautechnik zu maximieren und die Umweltbelastung zu minimieren
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