Metallurgie 02.05.2013, 09:15 Uhr

Preisschmelze durch Salzschmelze

Ein britisches Unternehmen will die Eier legende Wollmilchsau der Metallurgie gezüchtet haben. Auf der Liste der Metalle, deren Preise purzeln könnten, findet sich von Titan über Wolfram bis hin zu Seltenerd-Metallen das Who“s who der teuren Industrierohstoffe. Ein großer Bergbaukonzern überwacht nun höchstpersönlich den Fortschritt der Technik.

Metallurgen wird ganz warm ums Herz: Das britische Unternehmen Metalysis verkündet, Titan lasse sich zu einem Zehntel des bisherigen Preises herstellen. Der Bergbauriese BHP Billiton gibt sein Geld und seinen Segen. 

Metallurgen wird ganz warm ums Herz: Das britische Unternehmen Metalysis verkündet, Titan lasse sich zu einem Zehntel des bisherigen Preises herstellen. Der Bergbauriese BHP Billiton gibt sein Geld und seinen Segen. 

Foto: Metalysis

Wenn der französische Kaiser Napoleon III für seine am höchsten geschätzten Gäste den Tisch decken ließ, musste es schon das edle Aluminiumbesteck sein.

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
RHEINMETALL AG-Firmenlogo
Verstärkung für unsere technischen Projekte im Bereich Engineering und IT (m/w/d) RHEINMETALL AG
deutschlandweit Zum Job 
Stadtwerke München GmbH-Firmenlogo
Teamleitung Versorgungstechnik (m/w/d) Stadtwerke München GmbH
München Zum Job 
Stadtbetrieb Wetter (Ruhr)-Firmenlogo
Bauingenieur/in (m/w/d) als Fachbereichsleitung Tiefbau Stadtbetrieb Wetter (Ruhr)
Wetter (Ruhr) Zum Job 
Wolf GmbH-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur (m/w/d) für Heizsysteme Systemkomponenten Wolf GmbH
Mainburg Zum Job 
PNE AG-Firmenlogo
Projektmanager Power-to-X Projekte (m/w/d) PNE AG
Hamburg Zum Job 
GASCADE Gastransport GmbH-Firmenlogo
Pipelineingenieur (m/w/d) Schwerpunkt Inspektionen GASCADE Gastransport GmbH
XTENDED ENGINEERING GMBH-Firmenlogo
E/E System Integration Engineer (f/m/d) XTENDED ENGINEERING GMBH
München, Stuttgart, Nürnberg, Augsburg Zum Job 
GASCADE Gastransport GmbH-Firmenlogo
Schweißfachingenieur / Bauleiter (m/w/d) Schwerpunkt Offshore-Pipelinebau GASCADE Gastransport GmbH
landesweit Zum Job 
Säurefliesner-Vereinigung e.V.-Firmenlogo
Prüf-/Bauingenieur (m/w/d) mit baustoffkundlichem Interesse Säurefliesner-Vereinigung e.V.
Burgwedel Zum Job 
XTENDED ENGINEERING GMBH-Firmenlogo
Embedded Software/Systems Engineer (f/m/d) XTENDED ENGINEERING GMBH
München, Stuttgart, Nürnberg, Augsburg Zum Job 
XTENDED ENGINEERING GMBH-Firmenlogo
Teamleitung / Projektleitung / Modulleitung (w/m/d) XTENDED ENGINEERING GMBH
Nürnberg, Augsburg, Stuttgart, München Zum Job 
LVR-Klinikum Düsseldorf-Firmenlogo
Meisterin / Meister (m/w/d) Elektrotechnik LVR-Klinikum Düsseldorf
Düsseldorf Zum Job 
ONTRAS Gastransport GmbH-Firmenlogo
Fachverantwortlicher CO2 - Transport (m/w/d) ONTRAS Gastransport GmbH
Leipzig Zum Job 
Landesbaudirektion Bayern-Firmenlogo
Ingenieur (w/m/d), staatlich geprüfter Techniker (w/m/d) im Bereich Schießanlagen Landesbaudirektion Bayern
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V.-Firmenlogo
Ingenieur/in Luft- und Raumfahrttechnik oder Naturwissenschaftler/in o. ä. (w/m/d) Konzept- und Technologieentwicklung für resiliente Weltraum-Systeme und Responsive Space Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V.
Faßberg Zum Job 
Eidgenössisches Institut für Geistiges Eigentum-Firmenlogo
Ingenieur oder Naturwissenschaftler als Patentexperte (w/m/d) Eidgenössisches Institut für Geistiges Eigentum
Bern (Schweiz) Zum Job 
Eidgenössisches Institut für Geistiges Eigentum-Firmenlogo
Patentexperte Fachrichtung Computerwissenschaften oder Nachrichtentechnik (w/m/d) Eidgenössisches Institut für Geistiges Eigentum
Bern (Schweiz) Zum Job 
Advanced Nuclear Fuels GmbH-Firmenlogo
Verfahrensingenieur (m/w/d) Komponentenfertigung Advanced Nuclear Fuels GmbH
Karlstein Zum Job 
Stadtwerke Aalen GmbH-Firmenlogo
Abschlussarbeit - Bachelor Stadtwerke Aalen GmbH
Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP)-Firmenlogo
Ingenieur*in (m⁠/⁠w⁠/⁠d) Verfahrenstechnik für innovative Wasserstofftechnologien Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP)
Rostock, Greifswald Zum Job 

Um anzugeben, krönten auch die Baumeister das Capitol in Washington mit einer Haube aus – natürlich – Aluminium.

Teurer als Gold war das Leichtmetall und zum Repräsentieren bestens geeignet. Den Siegeszug des Aluminiums ermöglichten erst Charles Hall und Paul Heroult, indem sie entdeckten, dass es noch einen preiswerteren und dazu umweltfreundlicheren Weg zum Aluminium gibt. Sie erschmolzen das Metall elektrisch und setzten den zuvor praktizierten chemischen Verfahren ein Ende.

Neues Verfahren zur Gewinnung von Seltenerd-Metallen und Stahlveredlern

Auf eine ähnlich revolutionäre Entwicklung hofft die junge Metalysis Ltd. für ihr Verfahren zur Gewinnung von Seltenerd-Metallen wie Neodym und Terbium, besonders teuren Stahlveredlern, wie Vanadium und Wolfram, sowie Tantal und Titan.

Das Unternehmen ist eine Ausgründung aus der Universität Cambridge in Großbritannien. Dort hatten Forscher entdeckt, dass sich bestimmte Oxide direkt in das jeweilige Metall konzentrieren lassen, wenn man sie in bei 1000 °C flüssiges Salz einbettet und Strom hindurchleitet. Das spart laut Vorstandschef Guppy Dhariwal bei allen bisher getesteten Metallen mehrere Produktionsstufen und damit Energie, Zeit und Geld zugleich sinkt die Umweltbelastung.

Titanpulver zu einem Zehntel des bisherigen Preises

Titan, ein für den Flugzeugbau und medizinische Implantate nahezu ideales Metall, kann nach Angaben von Metalysis bislang noch bis zu 50-mal so viel wie Edelstahl kosten. Mit dem neuen Verfahren lasse sich Titanpulver aber zu einem Zehntel des bisherigen Preises herstellen.

Ähnlich wie einst Aluminium wird Titan heute noch in einem Verfahren gewonnen, das nach seinem Erfinder – dem Luxemburger William Kroll – Kroll-Prozess heißt. Dieser basiert darauf, zuerst aus dem zu geringen Kosten erhältlichen Titanoxid (beliebt bei Malern als strahlendes Weiß) mittels Chlor den Sauerstoff herauszulösen, anschließend über eine chemische Reaktion mit flüssigem Magnesium oder Soda das Chlor zu entfernen und schließlich den verbleibenden Titanschwamm zu vermahlen und in einem Vakuumofen das eigentliche Metall zu erschmelzen. Die übliche Gewinnung von Tantal läuft bisher ähnlich aufwendig.

Mit verflüssigtem Metall arbeiten

Metalysis ahmt die Elektroschmelze von Aluminium bei anderen Metallen nach – allerdings mit einem großen Unterschied: Das Verfahren von Hall und Heroult beim Aluminium arbeitet mit verflüssigtem Material. Der relativ niedrige Schmelzpunkt macht es möglich.

Bei Titan und Tantal liegt der jeweilige Schmelzpunkt deutlich höher. Das würde ein Verfahren mit vorheriger Verflüssigung unwirtschaftlich machen. Im Prozess von Metalysis ist eine Verflüssigung aber weder für Titan noch für Tantal nötig.

Der Gewinnungsprozess im Metalysis-Verfahren beginnt mit dem pulverisierten Metalloxid. Dieses dient als Kathode; die Anode besteht aus Kohlenstoff. Die Salzschmelze mit einer Temperatur von 1000 °C dient als Elektrolyt, das den Sauerstoff-Ionen erlaubt, von der Kathode zur Anode wandern. Dort entsteht Kohlenstoff-Dioxid, während an der Kathode langsam das Metalloxid zum reinen Metall reduziert wird.

Vorläufiges Ziel: Jährlich 2500 Tonnen Tantal produzieren

In einem ersten Werk am Firmensitz in Wath-upon-Dearne hofft Dhariwal, zunächst 3 % bis 4 % des Weltbedarfs an Tantal von jährlich 2500 t zu produzieren. Damit will er die Basis zum Aufbau einer Titanproduktion verdienen.

Sobald Metalysis damit in einer größeren Fabrik begonnen hat – der Elektroingenieur Dhariwal sucht dafür eine ältere, ausgediente Aluminiumhütte – soll ein weiteres Produktionsfeld folgen: Seltenerd-Metalle. Im Labor hat Metalysis schon Ende 2012 mit seinem Verfahren erfolgreich Neodym und Terbium produziert und zum ersten Mal eine Nickel-Terbium-Legierung hergestellt, die in Dauermagneten und Katalysatoren verbaut wird.

Quasi-Monopol der Chinesen brechen

Die Gewinnung solcher Seltenerd-Metalle mit dem Metalysis-Verfahren könnte helfen, die Preise zu senken und das bisher nur sehr langsam abbröckelnde Quasi-Monopol der Chinesen zu brechen. China besitzt zwar nur ein Drittel der Weltreserven an Seltenerd-Metallen, deckt aber derzeit – nach über 90 % im Jahr 2011 – immer noch gut 85 % des insgesamt auf 110 000 t geschätzten jährlichen Weltbedarfs.

Bei so viel Zukunftsmusik stellt sich natürlich die Frage, warum sich das Metalysis-Verfahren nicht noch viel schneller auf breiter Front durchsetzt. Am mangelnden Kapital kann es wohl kaum liegen. Denn zu den zahlreichen Geldgebern, die sich bisher bei Metalysis engagiert haben, zählt auch BHP Billiton, der größte und reichste Bergbaukonzern der Welt.

BHP Billiton sieht sich mit dem Metalysis-Verfahren auch schon an der Spitze des metallurgischen Fortschritts. Dabei betont der australisch-britische Rohstoffgigant allerdings, dass stets viel Zeit ins Land geht, ehe ein Verfahren, wie Metalysis es gefunden hat, vom Pilotprojekt zur großtechnischen Anlage gereift ist. 

Ein Beitrag von:

  • Katharina Otzen

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.