TransTech: Umweltfreundlichere Hydrometallurgie durch aktiviertes Wasser

Mikrowellen-, Plasma- und Ultraschalltechnologien ermöglichen eine effektivere, umweltgerechte Metall-Laugung. Im Projekt „TransTech“ wird damit der Verbrauch an aggressiven Chemikalien in Laugungsprozessen reduziert und die Ausbeute an gewonnenen Rohstoffen gesteigert. Damit eröffnen sich neue Perspektiven, vor allem für das Recycling von Rohstoffen mit geringerem Metallgehalt. Das Projekt wird im Rahmen der Fördermaßnahme „r4 – Innovative Technologien für Ressourceneffizienz – Forschung zur Bereitstellung wirtschaftsstrategischer Rohstoffe“ gefördert. „r4” sichert Hightech-Ressourcen und damit Zukunft.

Sinkender Chemikalienverbrauch

In konventionellen Laugungsprozessen zur Gewinnung von Metallen werden häufig starke Säuren, Basen und umweltschädliche Fällungsreagenzien benutzt. Nachhaltige Hydrometallurgie verspricht die Reduzierung dieser Chemikalien, denn ein vollständiger Verzicht oder etwa Ersatz ist nicht möglich. Eine innovative Möglichkeit dazu besteht in der Aktivierung des Prozesswassers mittels Mikrowellen-, Plasma- und Ultraschalltechnologien.

Folgende Effekte macht sich das Projekt „TransTech“ dafür zunutze: Mit Mikrowellen kann die Reaktionslösung direkt und selektiv erwärmt werden, wodurch der Heizprozess kontrollierbarer und sparsamer wird. Damit sind höhere Ausbeuten in kürzerer Reaktionszeit erreichbar. Bei der Wechselwirkung von Plasma mit Wasser hingegen entstehen Radikale, die durch ihre hohe Reaktivität die Reaktionszeit verkürzen. Durch Rekombination der Radikale können Wasserstoff und Wasserstoffperoxid entstehen, die reduzierend oder oxidierend wirken. Ultraschall verkürzt durch Radikalbildung die Laugungsdauer und erhöht die Laugungseffizienz.

Mitarbeiterin TransTech

„TransTech“ erforscht neue Laugungsverfahren zum Gewinnen von Rohstoffen.

Martin Braun

Vielseitig einsetzbar

Technologien zur Aktivierung des Prozesswassers bieten sich an, wenn konventionell keine wirtschaftlichen Ausbeuten über Laugung erreichbar sind, also bei Ausgangsmaterialien mit geringer Metall-Konzentration. Im Rahmen des Projektes wird exemplarisch die Gewinnung von Cobalt und Silber aus metallarmen Erzen betrachtet. Sekundärseitig sollen Cobalt und Lithium aus Zwischenprodukten des Akku-Recyclings zurückgewonnen werden.

Ziel ist es, durch den Einsatz von Mikrowelle, Plasma und Ultraschall die Metall-Ausbeute und Laugungseffizienz zu erhöhen. Optimierte Reaktionsbedingungen gestalten die Metallgewinnung nachhaltiger. Die Erkenntnisse sollen für die wirtschaftliche Erschließung neuer Lagerstätten und Deponien mit geringem Metallgehalt genutzt werden. Sekundärseitig schont verbessertes Recycling die natürlichen Ressourcen und hilft die Nachfrage nach Cobalt, Silber und Lithium zu decken.

Teamarbeit für mehr Nachhaltigkeit

Im Projekt „TransTech“ optimieren Wissenschaft und Industrie gemeinsam die Wertschöpfungskette mineralischer Rohstoffe. Den wissenschaftlichen Part übernimmt die RWTH Aachen University. Seitens der Industrie unterstützen die Unternehmen MEAB und MIMITech die Forschung. Es bestehen assoziiert enge Kooperationen mit den kanadischen Universitäten Toronto und Britisch Columbia sowie den Unternehmen Bonaparte Yukon Refinery AG, Glencore, Teck und Barrick Gold Corporation.

Das Institut für Metallurgische Prozesstechnik und Metallrecycling (IME) an der RWTH Aachen arbeitet unter anderem auf dem Gebiet der Hydrometallurgie und verfügt über eine umfangreiche Ausstattung zur Gewinnung von Metallen aus Erzen und Abfallprodukten in kleinen Maßstäben wie auch im Up-Sacling-Bereich. Das Beratungsunternehmen MIMITech ist auf den Bereich der Extraktion von Nicht-Eisen-Metallen und der Prozesstechnologie für metallische Hightech-Materialien spezialisiert. Die Ingenieurgesellschaft MEAB bietet ihre Dienstleistungen in der Hydrometallurgie und der Flüssig- Extraktion an.