Preisregen für beste Konferenzposter von HIF-Forschern
Nachricht vom 11. Oktober 2017
Forscher aus dem HIF haben ihre Arbeiten in der letzten Zeit erfolgreich auf verschiedenen Konferenzen vorgestellt. Dr. Rohan Jain, der als Marie-Curie-Stipendiat in der Gruppe Biotechnologie forscht, wurde mit einem Posterpreis für einen völlig neuartigen, biotechnologischen Ansatz ausgezeichnet, der zur Rückgewinnung des Strategiemetalls Gallium aus Abwasser eingesetzt werden soll. Bruno Michaux, Doktorand in der Abteilung Aufbereitung, gewann ebenfalls einen Posterpreis. Er wendet Simulationsmodelle für eine wassersparende, effiziente Erzaufbereitung an. Seine Kollegin Haosheng Wu war kürzlich mit einem Preis für das beste Poster auf dem Gebiet der Mikroanalyse von Rohstoffen geehrt worden (Meldung vom 20. September).
Struktur eines Siderophores mit Gallium.
Neues Bio-Verfahren zur Rückgewinnung von Gallium
Auf dem Internationalen Biohydrometallurgie-Symposium, das sich mit biotechnologischen Verfahren bei der Gewinnung von Metallen beschäftigt und vom 24. bis 27. September in Freiberg stattfand, zog Dr. Rohan Jain die Aufmerksamkeit auf sich. Er forscht an sogenannten Siderophoren – Moleküle, die von Mikroorganismen produziert werden und in der Lage sind, selektiv an Metallionen zu binden. Das Prinzip wird Biosorption genannt. Auf der Grundlage dieser Moleküle entwickelt der Wissenschaftler Bioverbundmaterialien, die in Zukunft eingesetzt werden sollen, um aus Abwasser Gallium zurückzugewinnen. „In Biotechnologie und Biohydrometallurgie ist der Ansatz völlig neuartig“, stellt er heraus.
Und warum gerade Gallium? “Gallium ist ein strategisches Element und das Rückgrat der Elektronikindustrie. Es wird gebraucht für lichtemittierende Dioden (LEDs), Mobiltelefone, Transistoren, Schaltkreise und viele andere Hochtechnologien. In Bergwerken wird Gallium aber nur als Nebenprodukt abgebaut; deshalb sind Abwässer und Industrieabfälle wichtige sekundäre Quellen für den Rohstoff. Doch die Abwässer enthalten immer auch Natrium, Kalzium, Arsen, Aluminium und andere Ionen, was die Rückgewinnung des Strategiemetalls erschwert“, erklärt Rohan Jain. Um dieses Problem zu lösen, sind Siderophore ein perfektes, stabiles und umweltfreundliches Werkzeug.
Dr. Rohan Jain.
Der Wissenschaftler absolvierte ein Bachelor- und Masterstudium in Biochemieingenieurwesen und in Biotechnologie am Indian Institute of Technology in Delhi, Indien. Er promovierte in Umwelttechnologie am IHE Delft Institute of Water Education in Delft, Niederlande, und arbeitete danach als Postdoc an der Tampere University of Technology in Finnland. Seit 2016 forscht er am HIF.
Kontakt: Dr. Rohan Jain
Flotation: Luftblase mit angelagerten Wertmineralen.
Foto: HZDR/ 3D Kosmos
Wasser einsparen bei der Erzaufbereitung dank Simulationsmodellen
Ein Posterpreis des Internationalen Bergbau-und-Umwelt-Symposiums (ISME 2017) vom 27. bis 29. September in Bodrum, Türkei, ging an Bruno Michaux vom HIF. Der Doktorand befasst sich mit einer der großen Herausforderungen, vor denen die Bergbauindustrie steht. Um das Erz mithilfe des Verfahrens der Flotation aufzubereiten, werden erhebliche Mengen an Süßwasser benötigt, die dadurch für Mensch und Umwelt verloren gehen. Um Wasser zu sparen, können die Unternehmen zum Beispiel gebrauchtes Prozesswasser wiederverwenden. Aber es gibt ein Problem: Das Ergebnis der Flotation verschlechtert sich und damit auch die Gewinnung der Wertminerale.
Um das Dilemma zu lösen, muss man die Ursachen verstehen: “Die gebrauchten Prozesswässer sind nicht alle gleich, vielmehr gibt es eine sehr große Vielfalt, wobei jede Art von Wasser spezielle Eigenschaften hat, die den gesamten Flotationsprozess beeinflussen“, erklärt Bruno Michaux. „Es ist daher sehr wichtig, die komplexe Beziehung zwischen der Chemie des Wassers und der Effizienz der Flotation zu betrachten. Auf dieser Grundlage können wir eine Methode entwickeln, um die Wiederverwendung des Prozesswassers zu kontrollieren. Dadurch ist es schließlich möglich, effiziente Aufbereitungsverfahren aufrechtzuerhalten“, sagt er. Seine Methode ist die Simulation des Wasserkreislaufs mithilfe einer speziellen Software.
Die neuen Ergebnisse sind vielversprechend: “Unser Ansatz erlaubt eine Onlinekontrolle des Wasserkreislaufs. Die Anlagenbetreiber können entscheiden, wie das Prozesswasser genutzt wird. Dies ermöglicht es, den gesamten Wasserverbrauch zu optimieren. Geeignetes Wasser wird optimal eingesetzt und Wertmineralabfälle werden vermieden, die durch den Einsatz von ungünstigem Wasser entstehen würden“, berichtet der Doktorand. Die Simulationsmodelle tragen dazu bei, die Erzaufbereitung sozial und ökologisch nachhaltiger zu gestalten, indem Süßwasser eingespart und das Abwasser aus der Flotation reduziert wird.
Bruno Michaux (li.)
Bruno Michaux hat einen Bachelor der University of Liège, Belgien, in Chemie- und Geoingenieurwesen inne (2013). Anschließend absolvierte er das Erasmus-Mundus-Emerald-Programm und beendete es 2015 mit einem Master in „Georesources Engineering“. Seit 2016 arbeitet er als Doktorand am HIF; hier verbindet er die Abteilung Aufbereitung und den Ansatz der System-Integrierten Metallproduktion des Teams um Prof. Markus Reuter. Außerdem engagiert er sich bei der Koordination der Aktivitäten von HIF und TU Bergakademie Freiberg im EMerald-Netzwerk.
