Von Bergbauabfällen zum Schatz: nachhaltige Ressourcen für die Gesellschaft
Sulfidische Bergbauabfälle, d. h. Rückstände aus dem Abbau und der Verarbeitung sulfidischer Erze zur Gewinnung von Kupfer (Cu), Zink (Zn), Blei (Pb), Nickel (Ni) und anderen kritischen Metallen, stellen die größten mineralischen Abfälle in Europa dar. Jährlich werden etwa 600 Megatonnen gefördert, und es gibt eine historische Halde von 28 000 Megatonnen, die entweder in Abraumhalden gelagert, trocken gestapelt oder in Bergwerken verfüllt wird. Bei unsachgemäßer Bewirtschaftung können diese Abfälle zu einer Gefahr für die Umwelt werden und Probleme verursachen, wie z. B. die saure Grubenentwässerung, d. h. das Abfließen von saurem Wasser aus den Grubenabfällen. Gleichzeitig stellen diese Abfälle einen neuen Bestand an kritischen Metallen und Mineralien dar, die für den Übergang zu einer umweltfreundlichen Kreislaufgesellschaft benötigt werden. Vor Kurzem hat die Europäische Innovationspartnerschaft für Rohstoffe eine „Mobilmachung“ gestartet, um das „Problem der Rohstoffabfälle“ in eine „Chance zur Ressourcenrückgewinnung“ zu verwandeln. Dieser Mobilmachung folgt das EU-finanzierte Projekt NEMO. „Mit dem Konzept ‚vier Pilotprojekte – drei Fallstudien‘ nimmt NEMO die Herausforderung an, neue Wege zur Valorisierung von sulfidischen Abfällen zu entwickeln, zu demonstrieren und zu nutzen“, erläutert Mika Paajanen, der Projektkoordinator. Ziel ist es, bis zu 95 % der Abfälle zu recyceln. Der Schlüssel dazu ist die Erhöhung des Technologie-Reifegrads verschiedener innovativer Technologien im Bereich der abfallarmen Behandlung von sulfidischen Erzen und sulfidischen Bergbauabfällen.
Das NEMO-Konzept
Das Projekt konzentriert sich auf drei Fälle: das Ni-Cu-Zn-REE/Sc-Bergwerk Sotkamo in Finnland, die Verarbeitungsanlage Luikonlahti in Finnland und das Zn-Pb-Bergwerk Tara in Irland. Durch vier Pilotprojekte, bei denen NEMO-Technologien zum Einsatz kommen, soll das Projekt modernste Prozesse der Biolaugung demonstrieren, um zusätzliche Metalle aus sulfidischen Erzen/Rückständen zu gewinnen und die Umwandlung von Sulfiden in Sulfate zu fördern, was dazu beiträgt, die Gefahr der sauren Grubenentwässerung zu beseitigen. Außerdem soll die Restmatrix „gereinigt“ werden, damit sie in Zement- und Bauanwendungen verwendet werden kann. „Die bisherigen Ergebnisse der Pilotprojekte umfassen die Entwicklung und Bewertung neuartiger und innovativer Verfahrenseinheiten und Fließschemata für die hydrometallurgische Aufwertung von niedriggradigen Basismetallen aus Verarbeitungsrückständen. Dazu zählen ein einfacher Bioreaktor für eine kosteneffiziente hydrometallurgische Verarbeitung und neuartige hydrometallurgische Fließschemata für die Produktion von Metallkonzentraten in Batteriequalität“, bekräftigt Paajanen. Außerdem wurden zwei Biolaugungsoptionen verglichen. Eine in Sotkamo und eine beim BRGM in Frankreich. In Sotkamo betraf dies eine Biolaugungshalde mit verbesserten Betriebsbedingungen und in Frankreich einen Biolaugungsteich. In der ersten Stufe des Pilotprojekts zur Biolaugung im Teich wurde eine Metallextraktion von über 90 % erzielt. „NEMO hat zudem Verfahren und Mischungen ausgearbeitet, die einen hohen Prozentsatz an Abraum enthalten können, und hat die mögliche Verwendung von Abraum in Betonprodukten nachgewiesen. Diese Entwicklungen wurden von den Projektpartnern Boliden, Thyssenkrupp, VITO und Resourcefull erreicht, die speziell auf die Abfälle des Tara-Bergwerks von Boliden abzielen“, betont Paajanen. Ein neues Verständnis der spezifischen Beschaffenheit der Sekundärrohstoffe in den einzelnen untersuchten Abbaustätten hat zudem nützliche Informationen über ihre Eignung für verschiedene Verarbeitungs- und Aufwertungsmethoden sowie über ihr Nutzungspotenzial geboten.
Blick nach vorne
„Wir erwarten, dass die Technologie von NEMO der EU eine Reihe von Vorteilen einbringt, von neuen Ressourcen für den Metall- und Agrarsektor bis hin zu einer Verringerung der CO2-Werte bei der Metallgewinnung und dem Ersatz von gewöhnlichem Portlandzement“, schließt Paajanen. Sie wird außerdem dazu beitragen, die Ableitung saurer Grubenwasser und andere Umweltprobleme zu beseitigen. Das Projekt wird die Bereitstellung der Proben und die Leistung der verschiedenen Pilotprojekte weiter überwachen. Es zielt darauf ab, seine Technologien und Konzepte in anderen Bergwerken innerhalb und außerhalb der EU ebenfalls zu nutzen.
Schlüsselbegriffe
NEMO, Kupfer, Zink, Blei, Nickel, sulfidische Bergbauabfälle, Aufwertung sulfidischer Abgänge, grüne Gesellschaft, abfallarme Behandlung
