Ungiftige, abfallfreie Verfahrenstechnik zur Rückgewinnung von Antimon
Flammschutzmittel auf Antimon-Basis werden häufig Polymeren (Kunststoffen) zur Verwendung in Sicherheitsausrüstung, Haushaltswaren, Elektronik und Luft- und Raumfahrtkomponenten hinzugefügt. Zudem verleiht Antimon Legierungen für industrielle Anwendungen, einschließlich Bleiakkumulatoren, Rohren und Kugellagern, auch Eigenschaften wie Festigkeit, Härte und Korrosionsbeständigkeit. Antimon wird hauptsächlich aus Bergbauerzen gewonnen (Gesteine und Sedimente, die Antimon zusammen mit Mineralien oder Metallen enthalten). Der größte Teil des weltweiten Antimons stammt aus China, weshalb europäische Unternehmen eine alternative Lösung benötigen. EU-finanzierte Forschende des Projekts Stibiox haben eine patentierte umweltfreundliche Verfahrenstechnik entwickelt, mit der Antimon aus einer Vielzahl von Quellen leicht zurückgewonnen werden kann. Das war allerdings noch nicht alles. Denn das Verfahren führt auch zur Trennung und Isolierung der anderen Metalle, an die Antimon gebunden ist, wodurch zusätzliche marktfähige Verbindungen gewonnen werden.
Mehr Gewinn bei geringerer Umweltbelastung
Projektkoordinator Christian Thomas sagt dazu: „Antimon, Arsen, Zinn und Blei lassen sich derzeit nur schwer voneinander trennen. Die bestehenden Verfahren sind teuer und gefährlich.“ Stibiox hat diesen Vorgang sicherer, kostengünstiger und effektiver gemacht. Bergbauunternehmen mit Fokus auf Antimon, die sich Schwierigkeiten bei der Gewinnung von Antimon aus Erzen mit hoher Bleikonzentration gegenübersehen, könnte schon bald eine einfache und erschwingliche Lösung für diese Aufgabe geboten werden. In der Bleiindustrie wird Antimon zur Verbesserung der Eigenschaften von Metallkomponenten zugefügt. Gegenwärtig verkaufen Unternehmen überschüssiges Antimon aufgrund seiner hohen Verunreinigung zu niedrigen Preisen. Die Stibiox-Technologie kann ihnen dabei helfen, ihre Gewinne zu steigern. Antimontrioxid wird üblicherweise mit bromierten Flammschutzmitteln verwendet, um die Wirksamkeit signifikant zu erhöhen. Das Flammschutzmittel wird polymeren Verbindungen in Form von Pellets, auch bekannt als „Masterbatch“, während der Herstellung zugesetzt. Thomas erklärt: „Bromierte Kunststoffe müssen getrennt und verbrannt werden. Die Asche hat einen hohen Gehalt an Antimon, der derzeit nicht zurückgewonnen wird.“
Vier Schritte in einem umweltfreundlichen Verfahren für vier verschiedene Metalloxide
Thomas sagt dazu: „Im ersten Schritt des Stibiox-Verfahrens werden bei der thermischen Oxidation die Oxide aller vorhandenen Metalle gebildet. Durch Auslaugen mit Schwefelsäure werden dann Antimon, Zinn und Arsen von der Lösung getrennt, sodass im Feststoffanteil nur noch Blei zurückbleibt. Die Trennung von Antimon, Zinn und Arsen wird durch Lösungsmittelextraktion ermöglicht. Die Desorption im vierten und letzten Schritt liefert das Oxid jedes der vier Metalle in marktfähiger Qualität.“ Durch die Rückgewinnung aller Reagenzien werden die Verfahrenskosten immens gesenkt. Darüber hinaus müssen weniger Reaktionslösungen entsorgt werden, was sowohl dem Schutz der Umwelt als auch der Sicherheit der Menschen in hohem Maße zugute kommt. Die Bewältigung der Gefahren der Metallurgie ist eines der Ergebnisse, auf die Thomas besonders stolz ist. Er erklärt: „Es besteht keine Gefahr, dass hochgiftige Gase wie Stiban oder Arsin entstehen. Außerdem besteht keine Gefahr im Zusammenhang mit der Handhabung von geschmolzenem Soda, die in der Vergangenheit tödlich war. Es gibt keine Restabfälle. Unsere Ingenieure mit langjähriger Erfahrung in der Metallurgie von NE-Metallen haben unermüdlich und hart gearbeitet, um diese Probleme zu lösen – und wir haben es endlich geschafft!“
Auf dem Weg zur Industrialisierung
Thomas und sein Team entwickeln nun eine Pilotanlage, in der Antimon aus verschiedenen Quellen in großen Mengen verarbeitet werden kann. Als nächster Schritt ist der Bau einer Industrieanlage geplant, in der 5 000 Tonnen Antimon pro Jahr hergestellt werden können. Ab diesem Zeitpunkt sind die Auswirkungen des Projekts, die dem Rückgewinnungsverfahren von Antimon vor- und nachgelagert sind, wahrscheinlich schon zu spüren – aber zum Glück nicht in der Umwelt.
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