Kanadisches Unternehmen Aclara und US-amerikanisches Argonne National Laboratory schließen Validierung eines stationären Modells zur Selten-Erden-Trennung ab

de.wedoany.com-Bericht: Am 2. November haben das kanadische Unternehmen Aclara Resources und das Argonne National Laboratory des US-Energieministeriums ihr erstes Kooperationsforschungsabkommen (CRADA) abgeschlossen und erfolgreich ein stationäres digitales Modell für das Trennverfahren schwerer Seltener Erden erstellt und validiert. Das Modell wurde für das Dynamo-Projekt zur Selten-Erden-Trennung von Aclara in Vinton, Louisiana, USA, entwickelt und anhand tatsächlicher Betriebsdaten und chemischer Analyseergebnisse der Demonstrationsanlage des Virginia Tech Corporate Research Center kalibriert. Es kann die Elementkonzentrationen in den einzelnen Verfahrensstufen des Selten-Erden-Trennprozesses vorhersagen.

Beide Parteien unterzeichneten das Kooperationsforschungsabkommen am 13. Januar 2026 und erstellten ein Prozessmodell für das im Dynamo-Projekt geplante Solventextraktionssystem mit 478-stufigen Mischabsetzern. Das Modell erfasst die Konzentrationsverteilung der Selten-Erden-Elemente in jeder Stufe unter den Bedingungen der Gegenstromkontaktierung von wässriger und organischer Phase und wurde anhand aller verfügbaren Betriebsdaten und chemischen Analyseergebnisse der Demonstrationsanlage kalibriert und validiert. Damit bildet es die Grundlage für die Simulation des Trennprozesses unter verschiedenen Betriebsbedingungen.

Das validierte stationäre Modell kann zur Simulation von Änderungen der Säure- und Laugenströme, der Feedzusammensetzung und anderer Prozessparameter eingesetzt werden, um deren Auswirkungen auf die Selten-Erden-Ausbeute, die Produktreinheit und den Betriebszustand des Trennsystems zu bewerten. Aclara plant, das Modell für die Prozessoptimierung des Dynamo-Projekts und für Untersuchungen zum Anfahrbetrieb der Produktion einzusetzen, wobei Simulationsberechnungen vor Ort durchgeführt werden sollen, bevor Betriebsparameter angepasst werden.

Aclara Technologies, eine Tochtergesellschaft von Aclara, das Argonne National Laboratory und die Virginia Tech wurden am 23. Juli 2026 in die erste Phase des Forschungs- und Entwicklungsprogramms Genesis Mission des US-Energieministeriums aufgenommen. Als Nächstes beabsichtigt das Team, das bestehende stationäre Modell zu einem dynamischen Modell zu erweitern, um die Reaktion des 478-stufigen Trennsystems auf Betriebsstörungen wie Änderungen der Feedzusammensetzung und Durchflussabweichungen zu simulieren, wobei die Hochleistungsrecheninfrastruktur des Argonne National Laboratory genutzt werden soll.

Die erste Phase des Forschungs- und Entwicklungsprogramms umfasst außerdem die Entwicklung eines KI-gestützten Entscheidungssystems, das das dynamische Modell nutzt, um Anlagenbedienern Empfehlungen zur Anpassung von Betriebsparametern zu geben, sowie Untersuchungen zur Verkürzung der Zeit, die Selten-Erden-Produkte benötigen, um die Zielreinheit zu erreichen, zur Verringerung des Reagenzienverbrauchs und zum Umgang mit Feedschwankungen. Stand 2. November befindet sich die entsprechende Fördervereinbarung des US-Energieministeriums noch in der Finalisierungsphase; das dynamische Modell und das KI-System wurden noch nicht entwickelt und validiert.

Aclara plant, in der Folge eine Förderung im Rahmen der zweiten Phase der Genesis Mission zu beantragen, um zu untersuchen, wie das digitale Zwillingssystem mit den Sensoren und Aktoren der tatsächlichen Anlage verbunden werden kann, um eine automatische Anpassung der Betriebsparameter zu ermöglichen.