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Philipp Büttner
Project Coordinator

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ReMining: Rohstoffe aus Bergbauhalden

Alte Bergbauhalden können eine wichtige Rohstoffquelle sein. Sie enthalten noch erhebliche Mengen an Wertstoffen, nur waren diese früher technisch nicht gewinnbar oder für die Industrie uninteressant. Alle Aktivitäten, die sich mit der Ressourcengewinnung aus und der Wiederaufarbeitung von Bergbauhalden befassen, werden als „ReMining“ bezeichnet.

Bohrkerne aus sächsischen Bergbauhalden

Bohrkerne aus sächsischen Bergbauhalden.
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Die Forscher am HIF konzentrieren sich dabei nicht nur auf einzelne, sondern auf alle wirtschaftlich förderbaren Metalle. Sie erarbeiten Konzepte und Technologien für eine ganzheitliche Sanierung und Materialverwertung. Diese beschäftigen sich auch mit der Frage, wie sich umweltgefährdende Störstoffe entfernen und gesondert deponieren lassen. Der verbleibende und nahezu inerte mineralische Rest kann dann beispielsweise im Baustoffsektor weiterverwendet werden.

Ist es möglich, Rohstoffe aus Bergbauhalden effizient abzubauen, aufzukonzentrieren sowie metallurgisch weiterzuverarbeiten? Dazu testen die Forscher unterschiedlichste Technologien. Das Ziel sollen international anwendbare Referenzverfahren für die Gewinnung strategisch wichtiger Rohstoffe aus Bergbau- und Hüttenhalden sein.


Strategische Metalle aus sächsischen Halden

Dreidimensionales Modell des Ressourcenpotenzials der Spülhalde Davidschacht in Freiberg/ Sachsen. Die Bereiche in den hellen Farben zeigen an, dass dort der Rohstoff Zink in hohen Konzentrationen und mit sehr guten Partikeleigenschaften für eine biologische Laugung vorliegt.

Ressourcenpotenzial der Davidschachthalde Freiberg als 3D-Modell.
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Von 2012 bis 2016 haben die Forscher alle verfügbaren Informationen zu den 20 größten Bergbauhalden in Sachsen in einem Haldenkataster erfasst, d.h. geografische Lage, Eigentumsverhältnisse, Aufbau, Wertstoffgehalte und Wertschöpfungspotenzial der Halden sowie Herkunft des Haldenmaterials. Sie haben mögliche Technologien für den Abbau und die Aufbereitung der Rohstoffe untersucht sowie deren Wirtschaftlichkeit bewertet. Die Daten sind zudem in ein bundesweites Haldenkataster eingeflossen, welches in Zukunft weiter ausgebaut wird.

Aufbauend auf den Ergebnissen dieses Projekts konnten zahlreiche weitere Folgeprojekte nach Freiberg geholt werden, die sich mit weltweit ähnlichen Themen befassen oder das Ziel haben, Technologien zu optimieren und weiterzuentwickeln.


Laufende und geplante Vorhaben

  • Seltenerd-Metalle aus brasilianischen Halden

    Die in Sachsen entwickelten Methoden zur Fernerkundung, Beprobung und mineralogischen Analyse sowie anschließenden Modellierung des Ressourcenpotenzials von Halden sollen bald in einem Projekt in Brasilien zum Einsatz kommen. Es ist geplant, die Verfahren weiterzuentwickeln und durch geophysikalische Methoden zu ergänzen. Ein Bergbaukonzern soll die Ergebnisse dann vor Ort umsetzen. Das Ziel ist es, Metalle der Seltenen Erden aus dem Haldenmaterial zu erschließen, deren Gewinnung bisher nicht möglich war.
    Projekt: MoCa/ Förderung: BMBF
  • Biolaugung vor Ort

    In diesem Projekt wollen die Forscher eine Demonstrationsanlage errichten. Sie dient dazu, die biologische Laugung von sulfidischem Haldenmaterial im Pilotmaßstab zu ermöglichen, weiter zu optimieren und die Technologie bis zur Marktreife zu entwickeln. Außerdem wollen die Wissenschaftler die Anlage künftig auch benutzen, um die Biolaugung nicht-sulfidischer Erztypen mithilfe anderer Mikroorganismen zu untersuchen.
    Projekt: ReMining/ Förderung: BMBF
  • Neue Seltenerd-Industrie für Brasilien

    Neben den wirtschaftlichen und ökologischen Aspekten von ReMining spielt am HIF auch die Nachhaltigkeit der Projekte eine große Rolle. In einem anderen Vorhaben – es verfolgt die Gewinnung von Seltenen Erden aus Haldenmaterial bis hin zur Herstellung von Seltenerdmagneten – beschäftigen sich die HIF-Forscher damit, wie nachhaltig die entwickelten Technologien sind und wie sich die Elemente und Minerale in den einzelnen Prozessen bis hin zur Aufbereitung verhalten.
    Projekt: REGINA/ Förderung: BMBF
  • Kupfer und Baustoffe aus Abraumhalden

    Kupfer und andere Nichteisenmetalle können im Bergwerk nicht vollständig abgebaut werden, auch bei der folgenden metallurgischen Aufbereitung bleibt ein Teil der Wertmetalle übrig. Die Rückstände werden auf Abraumhalden gelagert. In einem deutsch-polnischen Projekt geht es darum, die Metalle zurückzugewinnen und die mineralischen Haldenbestandteile für die Herstellung von Zement nutzbar zu machen. Um die Wertmetalle aus den Halden herauszulösen, wollen die am HIF arbeitenden Biotechnologen Mikroorganismen einsetzen.
    Projekt: NOMECOR/ Förderung: BMBF

    Im Rahmen eines französisch-deutschen Projekts werden neben primären Kupferschiefervorkommen auch sekundäre Quellen untersucht. Inwiefern sich die enthaltenen Wertmetalle, insbesondere Kupfer, mit Hilfe biotechnologischer Verfahren wie Biolaugung gewinnen lassen, wird hier erforscht.
    Projekt: EcoMetals/ Förderung: BMBF


ReMining-Kompetenzen

In diesen Bereichen bringen die HIF-Forscher ihre Expertise ein:


Zukunftsthemen

Folgende Methoden, Technologien und Themen wollen die Wissenschaftler am HIF künftig verstärkt vorantreiben:

  • Entwicklung einer international anerkannten Methode zur wirtschaftlichen Bewertung von Halden
  • Weiterentwicklung der dreidimensionalen Modellierung, der Technologien zur Probenahme, der Feinstkorn-Aufbereitung sowie der Biolaugung mithilfe „neuer“ Mikroorganismen
  • Bau einer Pilotanlage für Biolaugung in Freiberg
  • Ausbau der Kooperationen in Forschung und Entwicklung

Partner

AKW Apparate + Verfahren GmbH | Federal University of Goiás, Brasilien | FUGRO Consult GmbH | G.E.O.S. Freiberg Ingenieurgesellschaft mbH | Hydrogeometal, Polen | Institut für Nichteisen-Metallurgie, Polen | Karlsruhe Institut für Technologie | SAXONIA Standortentwicklungs- und -verwaltungsgesellschaft mbH | TU Bergakademie Freiberg | TU Clausthal


Stand: Oktober 2017