Biomining macht deutsche Wertmetall-Vorkommen nutzbar

Wegen der steigenden Rohstoffpreise und möglicher Lieferengpässe steigt die Bedeutung neuer Konzepte zur Rohstoffgewinnung. Prof. Axel Schippers von der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe forscht an einer vielversprechenden Möglichkeit: Biomining.

Deutsche Mittelstands Nachrichten: Herr Schippers, was kann man sich unter Biomining vorstellen?

Axel Schippers: Bei Biomining werden Metalle mithilfe von Mikroorganismen gewonnen. Die Mikroorganismen lösen Metallsulfide auf, sodass die Metalle dann aus der Lösung leichter extrahierbar sind. Der wichtigste Prozess bei der Gewinnung von Kupfer, Nickel und Kobalt ist die Halden-Biolaugung. Dabei werden Erze in bis zu 10 Quadratkilometer großen Halden aufgeschüttet. Ein Verteilersystem bringt eine Lauge auf die Oberfläche auf. Am Fuße der Halde wird die Flüssigkeit aufgefangen und in einen Kreislauf zurückgeführt. In diesem Kreislauf reichert sich die Lauge mit Wertmetallen an, die dann kontinuierlich aus der Lösung extrahiert werden. Die Halde ist offen, weil für die Reaktionen Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid nötig sind. Ein anderer Prozess ist die Tank-Biolaugung. Dabei wird gebrochenes, konzentriertes Erz verwendet. Hier läuft das Ganze in einem abgeschlossenen Behälter ab, die Rahmenbedingungen sind besser kontrollierbar. Diese Variante kommt beispielsweise bei der Gewinnung von Gold zum Einsatz.

Deutsche Mittelstands Nachrichten: Mikroorganismen, die Metallerze auflösen – das klingt nicht gerade ungefährlich.

Axel Schippers: Die industriell eingesetzten Bakterien (seltener auch Pilze oder Archaeen) sind medizinisch unbedenklich, denn ihr pH-Bereich ist ein ganz anderer als der menschlicher Zellen.

Deutsche Mittelstands Nachrichten: Es entsteht dadurch also gar keine Belastung für die Umwelt?

Axel Schippers: Ein Problem sind die großen Flächen, die für die Haldenlaugung gebraucht werden, um wirtschaftlich lohnende Erträge zu erzielen. Für Biomining kommen daher nur dünn besiedelte Gebiete infrage. Es gibt je nach Prozess auch Rückstände, die man entsorgen muss. Das sind allerdings keine sehr großen Mengen im Vergleich zu dem, was im herkömmlichen Bergbau anfällt.

Deutsche Mittelstands Nachrichten: Wie kam man auf die Idee, Bakterien für den Bergbau zu verwenden?

Axel Schippers: Die Methode ist seit Langem bekannt und wurde sogar schon im antiken Rom genutzt. 1947 entdeckte man, dass Bakterien für den Prozess verantwortlich sind. Eine aktive Forschung in diesem Bereich gibt es seit den 70er-Jahren. Bakterien, die für Biomining eingesetzt werden, kommen ganz natürlich in der Umwelt vor. Wenn Metallerze im Kontakt mit Sauerstoff und Wasser verwittern, entsteht Schwefelsäure. Dort gedeihen die Bakterien und vermehren sich massiv. Über das Wasser werden sie im ganzen Erzvorkommen verteilt und treten in Gruben-oder Sauerwässer aus. Im Biomining verstärkt man diesen natürlichen Prozess, indem man die Gruben oder Sauerwässer gezielt einsetzt. Man findet schon gut angepasste Kulturen, mit denen man arbeiten kann, ohne dass man ein Labor dafür braucht. Je besser man den Lebensraum für die Organismen einrichtet, desto effizienter wird die Metallerzeugung.

Deutsche Mittelstands Nachrichten: Wenn die Grundvorgänge des Biomining schon so lange bekannt sind, warum wird erst jetzt intensiver geforscht?

Axel Schippers: In den 70er-Jahren war durch die Ölkrise die allgemeine Nachfrage nach Rohstoffverfahren sehr hoch. Ab den 80er-Jahren dann hatte man lange Zeit mit niedrigen
Rohstoffpreisen zu tun. In Deutschland hat man diese Möglichkeit zur Rohstoffgewinnung nicht weiterverfolgt, weil man den Rohstoffbedarf über Einkäufe auf dem Weltmarkt decken konnte. Die Angst vor Engpässen und weiter steigenden Rohstoffpreisen hat das Interesse
an Methoden der Rohstoffgewinnung wieder deutlich erhöht. So sucht man beispielsweise nach Möglichkeiten, die Gewinnung und Aufbereitung von seltenen Erden weiter zu optimieren. Dafür bietet sich auch Biomining an. Hier kommt es oft nur auf die intelligente Verknüpfung bestehender Technologien an. Experten der verschiedenen Bereiche müssen ihr Wissen noch stärker austauschen und mehr zusammenarbeiten.

Deutsche Mittelstands Nachrichten: Wieso ist Biomining von wirtschaftlichem Interesse?

Axel Schippers: Zum einen braucht man für Biomining weniger Energie als für andere Aufbereitungsverfahren. Die Höhe der Ersparnis hängt von der Art des Prozesses ab – bei der Tankbiolaugung fällt sie etwas geringer aus als bei der Halden-Biolaugung. Zum anderen sind die Investitionskosten für solche Anlagen in der Regel um einiges geringer als für eine komplette Aufbereitung der Metalle aus Lagerstätten durch herkömmliche Verfahren.

Deutsche Mittelstands Nachrichten: In Deutschland gibt es keine derart großen Flächen, die für Halden zur Verfügung stehen würden. Warum ist Biomining auch in Deutschland interessant?

Axel Schippers: Die run-of-mine-Laugung, also auf großen Halden ohne eine besondere Aufbereitung des Materials, ist für unser Land sicher nicht der richtige Weg. Aber kleinere, designte Halden und Bioreaktoren können auch bei uns eingesetzt werden. In Finnland ist eine Haldenbiolaugung seit 3 Jahren im Einsatz. In Deutschland gibt es kleinere und größere Lagerstätten mit komplexer zusammengesetzten Erzen, die bislang noch nicht wirtschaftlich ertragreich nutzbar gemacht werden können. Dafür würden sich Biolaugungsprozesse sehr gut eignen. Für die Kupfer-Schiefer-Vorkommen in Deutschland müssen die Verfahren allerdings noch genauer abgestimmt werden, um eine wirtschaftlich interessante Ausbeute zu erlangen. Potenzial ist definitiv gegeben. Biomining ist aber auch für den Sekundärstoffbereich, etwa für das Metallrecycling, interessant. Elektroschrott könnte mit solchen Prozessen aufbereitet werden. Aufgrund der Vielfältigkeit der Abfälle in Deutschland liegt darin ein großes Potenzial.

Deutsche Mittelstands Nachrichten: Biomining könnte den Einsatz von Quecksilber in der Goldproduktion wesentlich einschränken. Doch Gold wird nicht nur in großen Minen organisiert abgebaut. Da gibt es viele mittellose Kleingruppen oder Einzelpersonen. Wie sollen diese die Biomining-Prozesse anwenden können?

Axel Schippers: Biomining muss nicht kapitalaufwendig sein – hochmoderne Tanks und Rührwerke sind nicht zwingend nötig. Um Geld für die überschaubaren Investitionen aufzutreiben, schließen sich bereits viele dieser Kleingruppen oder Einzelpersonen zusammen. Ein ungleich größeres Problem liegt im mangelnden Knowhow und einem fehlenden Bewusstsein für Biomining im klassischen Bergbau. Hier setzen manche Initiativen an: In Südamerika werden beispielsweise bereits Kurse angeboten, in denen Bergbauwissen vermittelt wird.

Kommentare

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  1. franzi sagt:

    Hallo Axel Schippers,

    ich finde dieses Verfahren sehr interessant. Man kann eben ökonomischer Metall wieder gewinnen. Doch sollten Sie im nächsten Interview auch darauf eingehen, wo weitere Anwendungen liegen, wie zum Beispiel im Umweltschutz, der Grundwasser- und Bodensanierung usw.

    Somit kann gezeigt werden, dass es nicht nur ein Verfahren ist, dass ein gewisses Potential aufweisen kann, die Umwelt zu verschmutzen, sondern dass seine Zukunft auch im Umweltschutz liegt.

    Mit freundlichen Grüßen
    FH

  2. xido sagt:

    Herr Axel Schippers,

    Ich würde gerne mehr über das Verfahren erfahren.

  3. xido sagt:

    Wir wissen noch rechtwenig über die Umweltbilanz dieses Verfahren. Daher bin ich der Meinung, mehr zu erfahren, könnte nicht schaden.
    Weisst jemand wo man dieses Lauge oder auch die Thioballicus Ferrooxidan kaufen kann?

  4. TheSpiritOfTheTimes sagt:

    Sieht so aus als müssten wir die Erde langsam auswringen um noch an was ran zu kommen.

    „Erst wenn der letzte Baum gerodet, der letzte Fluss vergiftet, der letzte Fisch gefangen ist, werdet ihr merken, dass man Geld nicht essen kann.“

    http://www.zeitgeistmovement.de/

  5. mueller sagt:

    klar doch, pumpt das zeugs mal ins ökosystem, wir verklagen euch dann in 20 jahren wegen irgend nem ökogau und ihr könnt absolut nix dafür, weil man damals, also heute, noch gar nicht wusste, was das für auswirkungen hat.
    sauberes grundwasser, wer braucht das schon? trinken sie softdrinks!