Bioleaching

Mikroorganismen können durch ihre Stoffwechselprozesse Metalle aus Erzkörpern herauslösen

Foto: HZDR/Sander Münster

Mikroorganismen können durch ihre Stoffwechselprozesse oder -produkte aus Roherz Metalle extrahieren. Dieses Verfahren nennt man Bioleaching oder auch Biolaugung. Es eignet sich insbesondere für die Aufbereitung von Arm-Erzen mit geringen Metallgehalten, die durch konventionelle physiko-chemische Verfahren nicht oder nur schwer verarbeitet werden können.

Bereits etabliert sind Technologien mit denen sulfidische Minerale mit Hilfe von eisen- oder schwefeloxidierenden Bakterien (z. B. Acidithiobacillus ferrooxidans) gelaugt werden können. Industriell werden diese Verfahren vor allem zur Gewinnung von Kupfer und anderen Begleitelementen eingesetzt. Bei nicht-sulfidischen oder komplex zusammengesetzten Rohstoffquellen stößt dieses Verfahren allerdings an seine Grenzen. Die Forscher*innen der Abteilung Biotechnologie entwickeln nachhaltige Laugungsverfahren, mit denen diese Herausforderungen bewältigt und neue Anwendungsfelder erschlossen werden können.

Das Team bearbeitet die folgenden Themen:

• Entwicklung von biologischen Laugungsprozessen zur Gewinnung von Metallen aus sulfidischen und nicht-sulfidischen Mineralen bei höheren pH-Werten (z. B. karbonatreiche Erze)
• Entwicklung von biologischen Laugungsverfahren zur Gewinnung von Metallen aus Abraumhalden („Remining“), Komplexerzen und Elektronikschrotten
• Erarbeitung von Grundlagen zur Verwendung bislang nicht untersuchter, schwefeloxidierender Mikroorganismen; Grundlagenforschung biologischer Prozesse
• Verfahrensentwicklung zur Produktion von laugungsaktiven mikrobiellen Stoffwechselprodukten

Ausgewählte Publikationen

• Opara, C. B.; Kamariah, N.; Spooren, J.; Pollmann, K.; Kutschke, S. "Interesting halophilic sulfur-oxidising bacteria with bioleaching potential: Implications for pollutant mobilisation from mine waste", Microorganisms 11(2023), 222 DOI-Link: 10.3390/microorganisms11010222
• Opara, C. B.; Blannin, R.; Ebert, D.; Frenzel, M.; Pollmann, K.; Kutschke, S. "Bioleaching of metal(loid)s from sulfidic mine tailings and waste rock from the Neves Corvo mine, Portugal, by an acidophilic consortium", Minerals Engineering 188(2022), 107831
  DOI-Link: 10.1016/j.mineng.2022.107831
• Hopfe, S.; Flemming, K.; Lehmann, F.; Möckel, R.; Kutschke, S.; Pollmann, K.
  "Leaching of Rare Earth Elements from fluorescent powder using the tea fungus Kombucha", Waste Management 62(2017), 211-221
  DOI-Link: 10.1016/j.wasman.2017.02.005