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Rare earth elements recovery from secondary wastes by solid-state chlorination and selective organic leaching

Pavón Regana, Sandra und Lorenz, Tom und Fortuny, A. und Sastre, A. M. und Bertau, Martin (2021) Rare earth elements recovery from secondary wastes by solid-state chlorination and selective organic leaching. Waste Management (122), Seiten 55-63. Elsevier. doi: 10.1016/j.wasman.2020.12.039. ISSN 0956-053X.

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Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0956053X21000039

Kurzfassung

Processing of end-of-life products (EoL) containing rare earth elements (REE) has gained increasing importance in recent years with the aim of avoiding supply risks. In addition, circular economy renders complete recirculation of technology metals mandatory. Fluorescent lamp wastes are an important source for REE recovery since they contain significant amounts, up to 55 wt%, of Y and Eu in red phosphors. For these purposes, solid-state chlorination (SSC) is an economically attractive alternative to wet acid leaching treatment, which profits from a considerable reduction of chemicals consumption and process costs. Chlorination takes place with dry HCl(g) produced from thermal decomposition of NH4Cl(s), not only converting the REE content of the Hg-free phosphor waste into water soluble REE metal chlorides, but also avoiding the implications of aqueous complex chemistry of REE. To establish an industrial process viable on a commercial scale, the SSC process has been optimized by (i) using a design of experiment (DOE) varying temperature, residence time, and gNH4Cl/gsolid ratio and (ii) improved leaching of the chlorinated metals with an organic mixture selective for REE. As a result, 95.7% of the Y and 92.2% of the Eu were selectively recovered at 295.9 °C, 67 min and a ratio of 1.27 gNH4Cl/gsolid, followed by quantitative selective leaching of the REE. Owed to its low chemicals consumption and operation costs, the current process allows for valorizing lamp waste even when raw material prices are low.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/140707/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Rare earth elements recovery from secondary wastes by solid-state chlorination and selective organic leaching
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Pavón Regana, SandraInstitut für Technische Chemie, TU Bergakademie FreibergNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lorenz, TomTom.Lorenz (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fortuny, A.Universitat Politècnica de Catalunya, Chemical Engineering DepartmentNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sastre, A. M.Universitat Politècnica de Catalunya, Chemical Engineering DepartmentNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bertau, MartinInstitut für Technische Chemie, TU Bergakademie FreibergNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Januar 2021
Erschienen in:Waste Management
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1016/j.wasman.2020.12.039
Seitenbereich:Seiten 55-63
Verlag:Elsevier
ISSN:0956-053X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Chlorination Electronic waste Fluorescent powder Rare earths recovery Recycling
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Energieeffizienz, Materialien und Ressourcen
HGF - Programmthema:keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Dekarbonisierte Industrieprozesse (alt)
Standort: Cottbus
Institute & Einrichtungen:Institut für CO2-arme Industrieprozesse > Simulation und Virtuelles Design
Hinterlegt von: Lorenz, Tom
Hinterlegt am:29 Jan 2021 09:50
Letzte Änderung:01 Dez 2021 16:15

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