Mikrochirurgie im Bergbau

Audi Stiftung für Umwelt und TU Bergakademie Freiberg entwickeln Methode für nachhaltige Rohstoffgewinnung.

Seltene Erden und Technologiemetalle wie Indium und Germanium sind für moderne Hightech-Anwendungen wie Elektromobilität, Glasfaser oder Halbleiterchips unerlässlich. Doch die Versorgungslage für viele dieser Materialien gilt als kritisch. Nicht nur, weil sie endlich sind, sondern vor allem, weil größere, wirtschaftlich rentable Vorkommen sich meist auf wenige Länder konzentrieren. Zudem ist der Abbau der Rohstoffe technisch aufwendig und kann die Umwelt belasten.

Grund genug für die Audi Stiftung für Umwelt, gemeinsam mit der TU Bergakademie Freiberg alternative Gewinnungsmethoden zu erforschen. Das Ergebnis des auf zwei Jahre angelegten Projekts kombiniert die sogenannte In-situ-Biolaugung mit einem Membranfilter – ein minimalinvasives Verfahren, das ohne Sprengungen oder große Bohrungen auskommt.

Bakterien als winzige Bergarbeiter

Bei der In-situ-Biolaugung spielen im Bergwerk lebende Mikroorganismen die Hauptrolle. Nachdem zunächst kleine Löcher in den Erzgang gebohrt werden, helfen die Bakterien durch ihre Stoffwechselprozesse dabei, die im Gestein enthaltenen Metalle voneinander zu trennen. Das spare nicht nur die ansonsten dafür nötigen Chemikalien, sondern auch schwere Maschinen und Energie, weiß Rüdiger Recknagel, Geschäftsführer der Audi Stiftung für Umwelt. Weil auch kleine Erzmengen gewonnen werden können, werde zugleich die Versorgungssicherheit erhöht und die Importabhängigkeit reduziert.

Durch die zweistufige Membranaufbereitung vor Ort entfallen zudem Transportkosten und Logistik, sagt Roland Haseneder vom Institut für Thermische Verfahrenstechnik, Umwelt- und Naturstoffverfahrenstechnik der TU Bergakademie Freiberg. Gemäß der Kreislaufwirtschaft führt die Anlage die Mikroorganismen auch wieder dem Laugungsprozess zu.

Photo: AUDI AG

Die Methode habe sich zur Abtrennung und Anreicherung von Indium und Germanium bewährt, unter Laborbedingungen ebenso wie unter Tage in einem Forschungsbergwerk. Künftig soll das nachhaltige Verfahren auch für weitere Elemente wie Kobalt zum Einsatz kommen. Als geeignete Anwendungsfelder sieht das Forschungsteam neben Erzen mit geringem Wertstoffgehalt auch Sekundärrohstoffe aus alten Bergbauhalden und sogar Urban Mining, also die Rohstoffrückgewinnung aus städtischen Lagerstätten wie Bauschutt oder Elektroschrott. Die TU Bergakademie sucht dafür nun Partner – mit der Vision, den minimalinvasiven Bergbau global umsetzen.

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