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Optimierung eines pyrometallurgischen Tantal- und Niob- Recyclingprozesses mithilfe von On-Line LIBS

  • Die Entwicklung von Hochleistungselektronik zu immer kleineren Bauformen ohne Leistungseinbußen ist ohne den Einsatz von Technologiemetallen wie Niob und Tantal heute praktisch nicht mehr realisierbar. Besonders in technischen Geräten wie Smartphones und Tablets sind Tantal- und Niobkondensatoren aufgrund ihrer hohen Leistungsdichten bereits unverzichtbar geworden. Für die nachhaltige Produktion von Elektronik stellt jedoch vor allem das Tantalerz Coltan als sogenanntes „conflict mineral” ein großes Problem dar. Um den Wirtschaftsstandort Europa unabhängiger von Primärrohstoffimporten aus Krisenregionen zu machen, ist die Entwicklung von effizienten Recyclingverfahren heute wichtiger denn je. An der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) findet daher zurzeit die Optimierung eines pyrometallurgischen Industrieprozesses zur Niob- und Tantalrückgewinnung statt, welchem hauptsächlich niedrigkonzentrierte metallurgische Rückstände aus der Tantal- und Niob- bzw. derDie Entwicklung von Hochleistungselektronik zu immer kleineren Bauformen ohne Leistungseinbußen ist ohne den Einsatz von Technologiemetallen wie Niob und Tantal heute praktisch nicht mehr realisierbar. Besonders in technischen Geräten wie Smartphones und Tablets sind Tantal- und Niobkondensatoren aufgrund ihrer hohen Leistungsdichten bereits unverzichtbar geworden. Für die nachhaltige Produktion von Elektronik stellt jedoch vor allem das Tantalerz Coltan als sogenanntes „conflict mineral” ein großes Problem dar. Um den Wirtschaftsstandort Europa unabhängiger von Primärrohstoffimporten aus Krisenregionen zu machen, ist die Entwicklung von effizienten Recyclingverfahren heute wichtiger denn je. An der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) findet daher zurzeit die Optimierung eines pyrometallurgischen Industrieprozesses zur Niob- und Tantalrückgewinnung statt, welchem hauptsächlich niedrigkonzentrierte metallurgische Rückstände aus der Tantal- und Niob- bzw. der Zinngewinnung als Einsatzstoffe dienen. Zu diesem Zweck werden im kleintechnischen Lichtbogenofen der BAM (480 kVA, max. Materialdurchsatz ca. 150 kg/h) Versuche mit einem neuen innovativen Messgerät durchgeführt, welches eine On-Line Analyse von Hochtemperaturprozessen ermöglicht. Der eingesetzte Prototyp nutzt das Verfahren der laserinduzierten Plasmaspektroskopie (LIBS), um die chemische Zusammensetzung der Schlackephase noch im Schmelzbad und während eines Schlackeabgusses zu bestimmen. Nach einer Kalibrierung auf das vorliegende Stoffsystem ermöglicht dieser On-Line-LIBS Prototyp der BAM daher eine in-situ Bestimmung der Elementverteilung in der Schmelze. Die hier gewonnenen Daten sollen helfen, die aktuelle Prozessführung zu verbessern und die Tantal- und Niobausbeute noch weiter zu erhöhen.zeige mehrzeige weniger

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Metadaten
Autoren/innen:Mareike Carolin Taube
Koautoren/innen:Christian Adam, Burkart Adamczyk, F. Schulenburg, M. Reuter, M. Stelter
Dokumenttyp:Vortrag
Veröffentlichungsform:Präsentation
Sprache:Deutsch
Jahr der Erstveröffentlichung:2018
Organisationseinheit der BAM:4 Material und Umwelt
4 Material und Umwelt / 4.4 Thermochemische Reststoffbehandlung und Wertstoffrückgewinnung
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Sanitär- und Kommunaltechnik; Umwelttechnik
Freie Schlagwörter:On-Line Analyse; Pyrometallurgie; Recycling; Tantal
Laser-induced breakdown spectroscopy
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Umwelt
Umwelt / Ressourcenrückgewinnung und Materialverwertung
Veranstaltung:Jahrestreffen Bremen 2018 der ProcessNet-Fachgruppen Hochtemperaturtechnik (HTT), Abfallbehandlung und Wertstoffrückgewinnung (AuW)
Veranstaltungsort:Bremen, Germany
Beginndatum der Veranstaltung:06.03.2018
Enddatum der Veranstaltung:07.03.2018
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:01.08.2018
Referierte Publikation:Nein