Nachhaltige polymergebundene Magnete
Bislang existiert noch kein industrielles Recyclingverfahren, um polymergebundene Magnete und die darin enthaltenen Wertstoffe nach dem Ende ihres Einsatzes im Kreislauf zu führen. Ein deutsch-französisches Konsortium untersucht nun Möglichkeiten, einen industriell umsetzbaren Recyclingprozess zu generieren und neue alternative Magnete nachhaltig aus diesen Komponenten herzustellen.
Polymergebundene Selten-Erd-Magnete werden immer beliebter, denn sie bieten gegenüber herkömmlich hergestellten Magneten einige Vorteile: Sie können effizienter hergestellt werden, sind spritzguss- sowie 3D-druckfähig und dadurch flexibler in der Formgebung und korrosionsbeständiger. Ziel des Projekts „SupplyPBM – Securing the Supply Chain for Rare Earth Polymer-Bonded Magnets by Recycling“ unter Leitung des Fraunhofer-Instituts IWKS ist es, die langfristige Versorgung der Industrie mit seltenerdhaltigen, polymergebundenen Magneten unabhängig von Importen sicherzustellen. Dabei werden neue, alternative Magnete aus nachhaltigeren Komponenten hergestellt und so ihre Zusammensetzung aus ökologischer wie ökonomischer Sicht verbessert.
Mittels Rascherstarrung und superkritischen Flüssigkeiten
Im Projekt werden am Fraunhofer IWKS zunächst Altmagnete mittels Rasch-Erstarrung recycelt. In diesem Verfahren werden die Altmagnete geschmolzen und auf einer metallischen Oberfläche extrem schnell abgekühlt. Die daraus entstehenden, rascherstarrten Magnetflakes können in weiteren Schritten zu polymergebundenen Magneten verarbeitet werden, die hinsichtlich der Leistung denen aus Primärmaterial gleichkommen. Dabei untersuchen die Forscher zum ersten Mal den Einsatz von Biopolymeren, um die Nachhaltigkeit der eingesetzten Materialien weiter zu erhöhen. Ein weiterer Vorteil: Für das Verfahren müssen bestehende Produktionssysteme für die polymergebundenen Magnete nicht verändert werden, was eine Aufskalierung in den industriellen Maßstab möglich macht. So kann der Prozess direkt bei den im Projekt beteiligten Industriepartnern Arelec und Veekim getestet werden.
Um den Kreislauf komplett zu schließen, ist als weiterer Meilenstein im Projekt die Entwicklung eines effizienten Prozesses zum Recycling der aus Altmaterial hergestellten polymergebundenen Magnete und zur Rückführung des Magnetmaterials in die Wertschöpfungskette vorgesehen. Der französische Projektpartner ICMCB – Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux ist für die Entwicklung einer kontinuierlichen Technologie für das Recycling von polymergebundenen Magneten verantwortlich. Dieser Prozess beruht auf der Verwendung von superkritischen Flüssigkeiten für die Trennung des Polymers von den magnetischen Partikeln.
Um die Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit der angewandten Prozesse zu bewerten, wird für das Projekt neben einem Business-Plan eine umfassende Ökobilanz erstellt. Darin werden federführend vom Projektpartner ISM – Institut des Sciences Moléculaires auf französischer Seite und vom Fraunhofer IWKS auf deutscher Seite sowohl Umweltauswirkungen der eingesetzten Materialien und Prozesse als auch deren Effizienz bewertet. Ziel ist eine effiziente geschlossene Kreislaufführung der Wertstoffe.
(EU-Recycling 07/2020, Seite 28, Foto: LEEROY Agency / Pixabay)
