Kohlenebenprodukte sind eine großartige Quelle für Seltenerdelemente
Die Zivilisation, wie wir sie kennen, würde ohne Seltene Erden nicht existieren. Keine Smartphones, LEDs, Windturbinen oder Autobatterien. Seltene Erden wie Cer und Scandium sind überall in der Erdkruste verstreut. China allein produziert fast 90 Prozent der weltweiten Vorräte, und die einzige Mine in den USA wurde dieses Jahr geschlossen. Doch Forscher könnten helfen, dieses Monopol mit etwas zu brechen, das wir bereits im Überfluss haben: Kohle und ihre Nebenprodukte.
„Alles, was in der Erdkruste ist, ist auch in der Kohle vorhanden“, erklärt Evan Granite, Chemieingenieur beim US-Energieministerium. Das Energieministerium hat kürzlich eine Forschungswelle finanziert, um die Produktion seltener Erden in den USA anzukurbeln und der Nachfrage gerecht zu werden, die jedes Jahr um etwa 5 Prozent steigt. Jeder Schritt der Kohleproduktion – Abbau, Reinigung und Verbrennung – erzeugt mit seltenen Erden angereichertes Material. Das Ziel ist, diesen Abfall, der derzeit auf Mülldeponien und in Lagerbecken lagert, auf kostengünstige und umweltfreundliche Weise zu nutzen.
Kohlekraftwerke in den USA beispielsweise produzieren jährlich 130 Millionen Tonnen Kohleasche. Eine aktuelle Studie der Duke University identifizierte Seltene Erden im Wert von mehreren Milliarden Dollar in der Kohle, die aus den Appalachen und dem Powder River Basin in Wyoming stammt. Die Herausforderung bestehe nun darin, die Metalle zu extrahieren, sagt Sarma Pisupati, Professor für Energie- und Mineraltechnik an der Pennsylvania State University. Seine Forschung konzentriert sich auf das Spülen von Rohschiefer mit einem Ammoniumsulfat-Lösungsmittel, um die Seltenen Erden schon früh im Kohleproduktionsprozess zu sammeln.
In einigen Jahren werden vom Energieministerium finanzierte Projekte in US-Kohleverarbeitungsanlagen in Pilotversuche gehen. Vielleicht werden lokal hergestellte Smartphones bald folgen.