Secondary Mining - nachhaltige technische Lösungen zur Rückgewinnung von wirtschaftsstrategischen Elementen und Wertmetallen an chilenischen Standorten

Nutzung sekundärer Rohstoffquellen – Tailingskörper, Bergbauwässer, Schlacken

Chiles umfassender Kupferbergbau hat groß­räumige Altkörper von Erzaufbereitungsrückständen hinter­lassen. Diese besitzen zum Teil höhere Restgehalte an Wertelementen als heutige Primärerzlagerstättenkörper. Solche Körper sind z. B. feinkörnige Rückstände (sogenannte Tailings) aus der Erzflotation oder Rückstände aus der Haufenlaugung. Gleichzeitig geht von alten Bergbaurückständen oft eine Beeinträchtigung der Umwelt aus, unter anderem durch austretende Bergbauwässer. Diese Problematik fin­det sich in Südamerika u.a. auch in Peru und Brasilien, aber ebenso an vielen anderen Standorten weltweit.

SecMinTec möchte aufzeigen, wie Wertmetalle und wirtschaftsstrategische Elemente aus Altkörpern und Bergbauwässern effizient zurückgewonnen werden können. Dabei sollen gleichzeitig die Schadstoffemissionen durch Bergbauwässer vermindert werden. Hier­bei wird der Rückhalt von Metallen mit ihrer Rückge­winnung über Ionenaustauscher verknüpft.

Das Pro­jekt erarbeitet zunächst ein strukturelles Verständnis von Tailingskörpern, das als Basis für die Lokali­sierung darin enthaltener Anreicherungszonen von Wertelementen dient. Daran schließt sich die Planung einer selektiven Rückgewinnung dieser Anreicher­ungs­zonen an. Dabei werden beim Band­transport unterschiedliche Materialklassen durch Elementmes­sungen separiert. Weiterhin untersucht das Projekt auch den Rückhalt und die Rückgewinnung von Wert­elementen aus Bergbauwässern. Außerdem zielt SecMinTec auf einen ganzheitlichen Umgang bei der Rückgewinnung von Wertelementen aus Schlacken, denn dies wird verknüpft mit der Herstellung von Wasserbehandlungsmaterialien.

Vielfältiges Vorgehen und diverse Ergebnisse

Die unterschiedlichen Projektabschnitte von SecMinTec verfolgen verschiedene Vorgehensweisen und lassen diverse Ergebnisse erwarteten. So erfolgen die exemplarischen Untersuchungen zum Struktur­verständnis von Tailingskörpern an verschiedenen solcher sekundären Bergbaukörper. Dieser Projektteil erarbeitet ein Detailverständnis der Verteilung rele­vanter Wertmetalle und wirtschaftsstrategischer Wert­elemente in den untersuchten Tailings. Hierbei werden verschiedenste Messmethodiken eingesetzt und insbesondere in Bezug auf wirtschaftsstrategische Wertelemente weiterentwickelt. Diese Erkenntnisse sind die wesentliche Basis für die Planung der selek­tiven Rückgewinnung, welche einen weiteren separa­ten Projektteil darstellt. Hier wird eine Kategorisier­ung sekundärer Berg­bau­körper dazu erstellt, in welchen Fällen jeweils eine selektive oder generelle Rückgewin­nung zielführend ist. Dadurch ergeben sich wesentliche Erkenntnisse für die Abbauplanung. Zudem erfolgt in diesem Projektteil auch eine angepasste Weiterent­wicklung der chemischen Messung beim Förderband­transport zur Separation der Materialien. Im Projektabschnitt zum Rückhalt bzw. der Rückgewinnung von Wertelementen aus Bergbau­wässern werden einerseits kommerzielle Ionenaustau­scher mit Bezug auf standortspezifische Fragestellungen getestet. Dies geschieht in spezieller Hinsicht auf die Separation verschie­dener Wertelemente wie z.B. Kupfer, Cobalt oder Nickel. Andererseits werden Ergebnisse zu in Chile verfügbaren natürlichen Ionenaustauschmaterialien generiert. Im Projektabschnitt, der sich mit der Schlackenlaugung sowie der Herstellung von Wasserbehandlungsmaterial befasst, wird ausgewiesen welche Schlacken sich in Bezug auf Wertstoffgehalte und Matrixzusammensetzung zur Laugung eignen. Dies wird auch mit einer Verfahr­ensweise zur Oberflächenvergrößerung bei der Schlackenerzeugung zum besseren Laugungsan­griff verknüpft. Resultierend aus den Ergebnissen – u.a. Schlackenzusam­mensetzung und Laugungstests – werden auch Schwert­mannite als Wasserbehand­lungsmaterial, z.B. zum Arsenrückhalt, hergestellt.

Die Bearbeitung dieser verschiedenen Projektteile erfolgt in enger Zusammenarbeit im Projektverbund. Dieser wird von der TU BA Freiberg koor­diniert. Entscheidend ist auch die Zusammenarbeit und Koordination auf chilenischen Seite durch die Universidad de Concepcion. Hierbei werden auch die Aspekte der chilenischen Standorteigentümer und Projektpartner einbezogen.

Anwendung der Ergebnisse in Südamerika und darüber hinaus

Die Projektergebnisse von SecMinTec besitzen ein umfassendes und vielschichtiges Potential zur Anwen­dung und Vermarktung. Dies gilt für ganz Südamerika und geht aber auch deutlich darüber hinaus. Das Projekt liefert ein Vorgehen zur selektiven Rück­gewinnung von sekundären Rohstoffquellen aus Tailingskörpern und Bergbauwässern bei gleichzei­tiger Verminderung der negativen Umweltauswirkungen.