Vom Erz zum Metall ist es ein beschwerlicher Weg. Während Kupfer und Edelmetalle unverzichtbare Komponenten in der Elektronik sowie Halbleiterindustrie sind, hat sich Lithium ebenfalls zu einem der wichtigsten Rohstoffe für wiederaufladbare Batterien und damit für die gesamte Consumer-Elektronik entwickelt. Neben ihrer Gewinnung, ist auch die Extraktion der Metalle in ihrer höchsten Reinheit ein aufwändiger Prozess. Der Nachweis von oft nur geringen Spuren- und Ultraspuren ist nicht zuletzt im Metallrecycling nur durch Analysen höchster Genauigkeit und Präzision möglich. Mit ihren innovativen Technologien leistet Analytik Jena einen wichtigen Beitrag zu einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft.
Anders als Edelmetalle kommen Metalle nicht in ihrer Reinform vor, sondern gebunden in Mineralen und Erzen – davon manche sehr verbreitet, andere wiederum nur begrenzt in wenigen Regionen der Welt und nur in geringen Konzentrationen im Erz. Dennoch lohnt sich ihre Gewinnung, noch mehr ihre Rückgewinnung. Denn schwindenden Ressourcen steht ein steigender Bedarf an den wertvollen Metallen gegenüber. Daraus ergibt sich auch die dringende Notwendigkeit Altmetalle im Rahmen von Metallrecycling zu extrahieren und wiederzuverwerten. Diese nachhaltige Kreislaufwirtschaft wird in Zukunft mehr und mehr an Bedeutung gewinnen.
Die Gewinnung und Wiedergewinnung von Metallen ist jedoch sehr aufwändig und erfordert höchste Präzision, um die hohen Anwendungsansprüche, die an die Metalle gestellt werden, zu erfüllen. Denn andere Gehalte an unedlen Metallen wie Kupfer, Cobalt, Chrom, Nickel, Eisen oder Zink und Spurenelementen (durch Zusätze oder Verunreinigungen) können die korrekte Quantifizierung der eigentlich zu bestimmenden Metalle beeinträchtigen. Analytik Jena deckt mit seinen Methoden – von der AAS über die ICP-OES bis hin zur ICP-MS – und den entsprechenden Geräten den gesamten Analyse-Prozess vom Erz bis zum Metall ab.
Hochleistungsfähige Atomabsorption mit contrAA und novAA 800 Serie
In den ersten Prozessschritten der Wertschöpfungskette müssen vor allem viele Rohstoffe analysiert werden, um detaillierte Spezifikationen über das Ausgangsmaterial zu erhalten. Hierbei geht es um das Bestimmen der wichtigsten Gehalte und Konzentrationen von Elementen, vorrangig mit Hilfe der AAS (Atomabsorptionsspektrometrie) mit Flammentechnik. Die leistungsstarken Geräteserien contrAA und novAA 800 von Analytik Jena meistern diese Aufgabe komfortabel und kosteneffizient.
Mit PlasmaQuant 9100 und PlasmaQuant MS selbst geringste Spuren nachweisen
Im weiteren Prozess ändern sich die Anforderungen an die Analytik. Spuren- und Ultraspurenelemente können die Qualität von hochreinen Metallen oder Legierungen erheblich beeinflussen, weshalb deren Nachweis und schließlich Elimination eine noch höhere Genauigkeit und Präzision erfordern. Hier bieten besonders die hochauflösende PlasmaQuant 9100 ICP-OES Serie und die hochempfindliche PlasmaQuant 9100 ICP-MS Serie maximale Leistung und damit Zuverlässigkeit und Effizienz.
Die AAS, ICP-OES und ICP-MS Technologien von Analytik Jena sind auf die besonderen Anforderungen ausgelegt, die es bei den einzelnen Phasen der Wertschöpfungskette zu erfüllen gilt:
Robustheit & Benutzerfreundlichkeit
Besonders die Erkundung von möglichen Abbaustätten und der Abbau selbst erfolgen oft unter rauen Umweltbedingungen und an sehr abgelegenen Orten – nicht selten auch mehrere tausend Meter über Null. Luftdruck und Sauerstoffgehalt sind in diesen Umgebungen sehr gering und können die Messungen stark beeinflussen. Auch geeignete Laboreinrichtungen sind an diesen Orten selten. Die Analysegeräte von Analytik Jena sind auf diese Umstände ausgerichtet: Benutzerfreundlich, einfach einzurichten und im Notfall auch von wenig geschultem Personal anwendbar.
Standardisierung & Genügsamkeit
Die Verfügbarkeit von Verbrauchsmaterialien an den Abbauorten ist meist ebenso gering wie die Sauerstoffsättigung. Seltene oder spezielle Chemikalien sind oft nur schwer verfügbar. Die Instrumente dürfen also keine hohen Ansprüche stellen, sondern müssen umgekehrt diesen genügen. Das Multitalent in der Elementanalytik, das novAA 800 kann etwa mit LPG-Gas betrieben werden, das auch an den entlegensten Orten der Erde verfügbar ist.
Empfindlichkeit & Präzision
Bedingt durch die oft geringen Konzentrationen an Metallen im Erz und die Beeinträchtigung durch weitere Metallvorkommen in der Probe müssen die Analysegeräte eine hohe Empfindlichkeit, Genauigkeit und Präzision aufweisen. Die Lösungen von Analytik Jena bieten passende Analyseverfahren zur Gehaltsbestimmung von selbst geringe Metallvorkommen in Erzen und Verunreinigungen in Reinmetallen sowie zur Kontrolle des Aufbereitungsprozesses. Durch ihre hohe Empfindlichkeit und niedrige Nachweisgrenzen decken die Plasmaquant 9100 Serie und die Plasmaquant MS Serie den kompletten Konzentrationsbereich ab – besonders das PlasmaQuant 9100 Elite und das PlasmaQuant MS Elite glänzen hier mit ihrer starken Performance.
Automatisierung & Wirtschaftlichkeit
Da die Anzahl der Proben für diese Routineanwendungen ständig zunimmt, müssen Analysegeräte einen erhöhten Probendurchsatz – durch Automatisierung und/oder innovative Analysetechniken – erfüllen. Das sorgt nicht nur für eine verbesserte Durchsatzrate, sondern reduziert auch Gesamtkosten der Analysen und setzt Ressourcen in der Belegschaft frei. Der hohe Probendurchsatz, besonders des PlasmaQuant MS Q macht es möglich.
Wie genau die Geräte von Analytik Jena all diese Faktoren sicherstellen und zu einer nachhaltigen Metallgewinnung und ‑rückgewinnung beitragen, erfahren Sie in unserem umfangreichen eBook “Vom Erz zum Metall”.
