WasserWert

Ressourceneffiziente Aufbereitung von komplexen Bergbauwässern mit Wertelementrückführung

Zuwendungsempfangende

  • Technische Universität Bergakademie Freiberg
  • G.E.O.S. Ingenieurgesellschaft mbH

Kooperationen

  • CIMS-JRI – Centro Investigation Mineria Sustenable der Firma JRI in Santiago (Chile)
  • UdeC-GEA - Instituto de Geología Económica Aplicada der Universidad de Concepcion (Chile)

Laufzeit

laufend

01.07.2022 bis 30.06.2025

Der Großteil unserer Rohstoffversorgung erfolgt durch den Bergbau. Dies führt zum Teil zwangsläufig zu negativen Auswirkungen auf Wasserkörper wie Oberflächengewässer und das Grundwasser. Es werden Schadstoffe wie z.B. Metalle oder Arsen in diese Wasserkörper freigesetzt. In relevanten Bereichen großer Bergbauländer kommt es umfassend zu dieser Art der Umweltschädigung. In Südamerika (Kupfergewinnung) mit den vorgezeichneten klimatischen Bedingungen kommt die generelle Wasserknappheit und ein damit verbundener Nutzungskonflikt bei der landwirtschaftlichen Lebensmittelproduktion hinzu.

Das Projekt WasserWert beschäftigt sich damit, Materialien herzustellen und innovative Technologien anzuwenden, die die Belastung mit Metallen und Arsen durch Bergbauwässer auf natürliche Wasserkörper vermindern. Diese Wasserreinigungsaufgabe wird gleichzeitig mit der Rückgewinnung von Wertmetallen verknüpft, um Stoffkreisläufe zu schließen.

Es sollen somit einerseits die Wasserqualität spürbar verbessert und so Lebensräume geschützt werden. Andererseits soll der Nutzungskonflikt in Regionen mit Wasserknappheit -  beispielsweisebei der landwirtschaftlichen Lebensmittelproduktion, vermindert werden.

Das Projekt unterteilt sich dabei in zwei Themenbereiche:

1. Schlackenaufbereitung zur Wertelementrückführung und Produktion von Wasseraufbereitungsmaterial zum Arsen-Rückhalt

Schlacken sind Abprodukte, die aus der Verhüttung, d.h. aus dem Herstellungs- und Verarbeitungsprozess von Metallen entstehen. Dabei enthalten diese Schlacken bedingt durch die Kupferverhüttung immer noch Restkupfer, aber vor allem auch andere Wertmetalle wie z.B. Molybdän.

Ziel dieses Themenbereiches ist es, eisenbasierte Sorptionsmaterialien aus diesen Schlacken herzustellen und dabei gleichzeitig die Wertmetalle zurückzugewinnen.

Weiterhin wird Kieselsäure/Wasserglas im Prozess hergestellt. Das produzierte Sorptionsmaterial wird anschließend zur Entfernung von Oxy-Anionen eingesetzt (z.B. Wasserschadstoff Arsen als Arsenat oder Molybdän als Wertmetall, als Molybdat).

 2. Wasseraufbereitung komplexer Bergbauwässer mit Wertelementrückführung mittels Ionenaustauschern – modellbasiertes Design und „Toolbox“-Wissen

Dieses Teilthema beschäftigt sich mit der Reinigung von Bergbauwässern mithilfe eines innovativen Technologieansatzes. Dieser besteht darin, dass zurückgehaltene Metalle nicht im anschließend zu deponierenden Schlamm verbleiben, sondern diese Metalle wieder in die Metallproduktion zurückgeführt werden sollen.

Die Problematik bei Bergbauwässern ist, dass meist mehrere Metalle als Schadstoffe im Wasser gelöst sind. Mit Hilfe von sogenannten Ionenaustauschern sollen diese (Wert-)Metalle aus dem Wasser entfernt, voneinander getrennt und anschließend einzeln als Konzentrat der Produktion als Sekundärrohstoff zugeführt werden.

Das Projekt führt beide benannten und erprobten Techniken in Chile in eine nächste Maßstabsebene. Dabei werden im Labor-Technikum weitere wesentliche Detailfragen geklärt, um den späteren Einsatz in der Praxis zu verbessern.

Das Leitmotiv des gesamten Projektes ist somit, die notwendige Wasseraufbereitung mit der Rückgewinnung von Wertelementen zu verknüpfen (auch Wertstoffkreisläufe zu schließen), um damit im doppelten Sinne „das Wasser wieder an Wert gewinnen zu lassen“.

Kontakt

Dr. Nils Hoth Technische Universität Bergakademie Freiberg
Institut für Bergbau - Arbeitsgruppe "Bergbauliche Wasserwirtschaft"
Zeunerstrasse 1A
09599 Freiberg
+49 (0)3731-392893 (Sekretariat) E-Mail