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Bergbau-Bakterien saugen Kupfer und Indium aus armen Erzen

Freiberger Forscher mustern ein Bergwerk bei Pöhla, in dem die Bioreaktoren Kupfer & Co. gewinnen sollen. Foto: Foto: TU Bergakademie Freiberg

Freiberger Forscher mustern ein Bergwerk bei Pöhla, in dem die Bioreaktoren Kupfer & Co. gewinnen sollen. Foto: Foto: TU Bergakademie Freiberg

Freiberger Forscher gewinnen Bodenschätze mit wenig Energie und Chemie aus fast erschöpften Adern

Freiberg, 10. Juli 2024. Um Kupfer, Indium, Zink und anderen wichtige Rohstoffe künftig fast ganz ohne Energie und Chemikalien aus dem Boden zu gewinnen, erproben Freiberger Forscher derzeit im Erzgebirge einen biologischen Bergbau durch Bakterien und andere Mikroorganismen. Im Labor funktioniert das auch schon ganz gut. Nun erprobt ein Team der Bergakademie Freiberg das neue biologische Löse- und Filtertechnologie mit einem unterirdischen Bioreaktor in Pöhla.

Bioreaktor in Pöhla versenkt

Statt die Erze unter hohem Energieeinsatz zu bearbeiten, setzen sie ausgewählte Mikroorganismen auf fast erschöpfte Metalladern an, deren Abbau mit herkömmlichen Bergbau-Methoden zu teuer und sehr energieaufwendig wäre. Die winzigen „Bergleute“ im unterirdischen Bioreaktor trennen dabei Kupfer, Iridium und Zink aus den normalerweise unlöslichen Mineralen „Sphalerit“ und „Chalkopyrit“, moderne Membranfilter holen die Metalle dann aus dem entstehenden Prozesswasser. All dies ist Teil des europäischen Verbundforschungs-Vorhabens „Xtract“, das auf einen umweltschonenden Bergbau zielt.

„Bei niedrigem pH-Wert bringen wir die Mikroorganismen in einem Bioreaktor dazu, die Metalle aus unlöslichen Sulfiden in Lösung zu bringen“, erklärt Xtract-Koordinatorin Prof. Sabrina Hedrich die Vorgehensweise. „Kupfer, Indium und Zink können dann mittels verschiedener hydrometallurgischer Verfahren aus der Lösung gewonnen werden – und das bei geringem Energieeinsatz und ohne die für pyrometallurgische Prozesse typischen schädlichen Abgase.“

Europaweit starten Versuche in „Arm-Erz“-Bergwerken

Anwendbar ist dieses Hybridverfahren aus „Biolaugung“ und Membranfilterung nach Ansicht der Freiberger Forscher nicht nur für die zahlreichen „Arm-Erz“-Lagerstätten in Europa, die vergleichsweise arm an Metallen sind und deren Abbau und Aufbereitung mit pyrometallurgischen Verfahren kaum lohnt. „Allein durch die Umsetzung mit den Mikroorganismen können die Metalle ohne externe Energie in eine lösliche Form überführt und so einer Aufbereitung zugeführt werden“, betont Sabrina Hedrich. „Hinzu kommt, dass die Gewinnung der Metalle aus Armerzen sehr komplex ist. Die biohydrometallurgischen Verfahren haben sich hier nicht nur als umweltschonend, sondern auch als besonders geeignet herausgestellt.“ Daher wollen die Bergakademie Freiberg und ihre Projektpartner ihre Bio-Bergbau-Technologie auch noch in Bergwerken in Björkdal (Schweden) und zum Recycling von Bergbaurückständen in São Domingos (Portugal) und Lavrion (Griechenland) erproben.

Verfahren könnte auch alte Bergbauhalden leersaugen

Zudem sehen die Forscher gute Chancen, mit den neuen „Xtract“-Technologien auch noch Wertstoffe aus allen Bergbauhalden zu saugen. Was heißt: Die Verfahren eignen sich womöglich auch, um alte Bergbau-Hinterlassenschaften sogar gewinnbringend zu mindern.

Insgesamt sind an den Xtract-Projekten 14 Partnerorganisationen aus neun Ländern beteiligt: Deutschland, Schweden, Finnland, Litauen, Spanien, Griechenland, Frankreich, Portugal und Zypern. Die EU schießt bis Ende 2026 rund fünf Millionen Euro zu.

Mikroorganismen könnten auch Uranbergbau-Altlasten säubern

Die Bergakademie Freiberg forscht bereits seit Jahren an neuen Methoden, um Wertstoffe aus alten Halden und erschöpft geglaubten alten Bergwerken zu gewinnen – und dabei umweltschonende Methoden einzusetzen. Auch das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), das Helmholtz-Institut für Ressourcentechnologie Freiberg (HIF) und weitere sächsische Forschungseinrichtungen arbeiten an solchen Technologien, beispielsweise an der Sanierung alter Uranhalden durch Mikroorganismen.

Autor: Oiger

Quellen: Bergakademie TU Freiberg, Oiger-Archiv, Xtract, Wikipedia

Repro: Oiger, Original: Madeleine Arndt