Recycling von metallurgischen Rückständen

Schmelzversuche zeigen, wie die Tantalrückgewinnung aus Zinnschlacken und weiteren Reststoffen optimiert werden kann

Da das Recycling von tantalhaltigen Post-Consumer-Abfällen praktisch nicht existiert, stellen metallurgische Reststoffe eine äußerst wichtige Rohstoffquelle für das Tantalrecyclingdar. Die meisten Zinnerze enthalten von Natur aus erhebliche Mengen an Refraktärmetallen. Diese Elemente werden in den Schlacken der pyrometallurgischen Primärzinngewinnung angereichert. Aufgrund ihrer vergleichsweise hohen Wertstoffkonzentration und ihrer Funktion als zusätzlicher Schlackenbildner stellen diese Schlacken einen wertvollen Rohstoff für die Verhüttung tantalhaltiger Reststoffe dar. In der vorliegenden Arbeit wird ein existierendes Verfahren zur Tantalrückgewinnung diskutiert, dem hauptsächlich pyrometallurgische Rückstände geringer Wertstoffkonzentration als Einsatzstoff dienen. Mit Hilfe des Verfahrens sollte das oxidisch vorliegende Tantal vollständig reduziert und in der Metallphase angereichert werden. Weiterhin sollte vermieden werden, dass unerwünschte Elemente wie Titan in die Metallphase überführt werden. Ziel der Untersuchung war es, die ablaufenden Reduktionsprozesse besser zu verstehen, um so Ansätze für die Prozessoptimierung identifizieren zu können.

Die Europäische Union (EU) hat Tantal(Ta) im Jahr 2017 erneut als kritischen Rohstoffeingestuft. Ta ist noch immer von großer wirtschaftlicher Bedeutung und lässt sich in den meisten Anwendungsbereichen kaum substituieren. Als „Technologiemetall“ dient es hauptsächlich zur Produktion von Sinterkondensatoren für Hochleistungselektronik. Obwohl Sinterkondensatorenden größten Anteil am weltweiten Ta-Bedarf darstellen, spielen sie für das Recycling keine nennenswerte Rolle. Zurzeit existieren keine geeigneten Sammelsysteme und aufgrund ihrer geringen Größe kommt es zu einer starken Verdünnung des Wertstoffanteils in den Recyclinginputströmen. Das derzeitige Ta-Recyclingkonzentriert sich daher auf metallurgische Massenreststoffe wie Schlacken, Schlämme oder Stäube.

In der Natur treten Erze des Zinns (Sn) wie Kassiterit oft vergesellschaftet mit Niob(Nb) und Ta auf. Schlacken aus der primären Sn-Produktion eignen sich deshalb besonders für die pyrometallurgische Ta-Erzeugung. Da die Primärproduktion von Ta auf einige wenige Länder beschränkt ist und die EU über keine eigenen bedeutsamen Vorkommen verfügt, nimmt die Verarbeitung der Schlacken eine Schlüsselrolle ein, um die Ta-Versorgung Europas sicherzustellen.



Copyright: © Rhombos Verlag
Quelle: ReSource 2020 - 01 (März 2020)
Seiten: 8
Preis inkl. MwSt.: € 4,00
Autor: Dr.-Ing. Christian Adam
Dr. rer. nat. Burkart Adamczyk
Tobias Beckmann
Prof. Dr. Markus Reuter
Professor Dr.-Ing. Michael Stelter

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