Forschungsergebnisse, Forschungsprojekte

Aschen und Schlacken aus Müllverbrennungsanlagen (MVA) stellen in Österreich den größten Sekundärressourcenstrom dar (Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft Umwelt und Wasserwirtschaft, Stand 2017). Zurzeit werden diese Rückstände (531.000 t Schlacken und 124.000 t Aschen pro Jahr, Stand 2015) zur Gänze als Abfälle deponiert. Vor dem Hintergrund knapper werdender metallischer Rohstoffe eine Verschwendung: Schlacken und Aschen können je nach Inputmaterial höhere Metallkonzentrationen enthalten, als etwa ein Primärerz. Das macht sie zu einem interessanten und wichtigen Ausgangsmaterial für eine neuerliche Metallgewinnung. Wäre da nicht die Herausforderung, die wertvollen Metalle aus der komplexen Matrix herauszubekommen.

Umweltfreundliches Bioleaching
Einer möglichen Lösung ist das Austrian Centre of Industrial Biotechnology (acib) im Projekt GRecoMet "Green Recovery of Metals" auf der Spur. "Wir entwickeln ein neues Bioleaching-System. Dabei handelt es sich um ein umweltfreundliches Verfahren zur Metallgewinnung, das die Eigenschaften der Bakteriengattung Acidithiobacillus als natürlichen Katalysator nutzt. Die Mikroorganismen sind in der Lage, sowohl Schwefel- als auch Eisen zu oxidieren. Unter Nutzung unterschiedlicher Wirkmechanismen, z.B. durch Umwandlung in wasserlösliche Metallsulfate, lösen die Bakterien diverse Metalle aus einer festen Matrix heraus", erklärt acib-Forscher Wolfgang Schnitzhofer den Vorgang. Die gelösten Bestandteile werden von der restlichen metallbefreiten Matrix abgetrennt und können mittels Standardmethoden unkompliziert wiedergewonnen werden. Im Gegensatz zu konventionellem Leaching mit starken und schädlichen Säuren, das hauptsächlich bei E-Schrott und Gestein eingesetzt wird, fallen beim Bioleaching so gut wie keine Nebenprodukte an. Die Mikroorganismen produzieren die Säuren nämlich genau dort, wo sie benötigt werden. Der neue Prozess eignet sich zudem besonders für vergleichsweise geringe Metallkonzentrationen oder komplizierte Matrizes, wofür konventionelle Methoden nicht mehr wirtschaftlich einsetzbar sind.

Bald fit für die Industrie
"Laborversuche haben bereits gezeigt, dass die Bakterien bis zu 90 Prozent der gewünschten Zielmetalle – insbesondere Aluminium, Kupfer, Zink, aber auch Chrom und Magnesium – herauslösen", so Schnitzhofer. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Bakterien äußerst umweltfreundlich arbeiten, was in einem geringen Energie- und Betriebsmitteleinsatz resultiert. So ist es möglich, beispielsweise CO2 als Kohlenstoffquelle zu verwenden, wodurch dieser Prozess als CO2-Senke dargestellt werden kann. Ziel der Forscher ist daher auch, die metall-entfrachtete Lösung dem Bioleachingprozess wieder zuzuführen und so sämtliche Kreisläufe zu schließen. "Aktuell sind wir noch damit beschäftigt, die natürlich-kultivierten Bakterien für die Umsetzung im Industriemaßstab fit zu machen", erklärt Schnitzhofer, der in der Technologie großes Zukunftspotenzial sieht: "Die Technologie könnte eine bis dato unentdeckte
Rohstoffquelle einer neuen Nutzung zuführen und auf lange Sicht sogar einen Ausweg aus der Rohstoffabhängigkeit anderer Länder bedeuten."

Zum Projekt
Das im April 2016 gestartete Projekt GRecoMet "Green Recovery of Metals" hat ein Gesamtprojektvolumen von ca. 1 Million Euro und wird im Rahmen des Programms „Produktion der Zukunft“ von der FFG gefördert. Darin wird nicht nur die Metallabtrennung mittels Bioleaching, sondern auch die Metallrückgewinnung über Rhizofiltration (Aufnahme der Metalle durch Pflanzen) und unterschiedliche Biosorptionsverfahren untersucht, um die gesamte Prozesskette darzustellen. Beteiligte Firmenpartner sind alchemia-nova, SPIEGLtec, SMT Metalle Wimmer und UWEG Umweltschutz & Wertstoff-Recycling.

Über acib
Das Austrian Centre of Industrial Biotechnology (acib) entwickelt neue, umweltfreundlichere und ökonomischere Prozesse für die Industrie (Biotech, Chemie, Pharma) und verwendet dafür die Methoden der Natur als Vorbild und die Werkzeuge der Natur als Hilfsmittel. Das acib, eine Non-Profit-Organisation, ist ein internationales Forschungszentrum für industrielle Biotechnologie mit Standorten in Graz, Innsbruck, Tulln, Wien (A), Bielefeld, Heidelberg und Hamburg (D) sowie Pavia (I), Canterbury (AUS), Neuseeland (NZL) und Taiwan und versteht sich als Partnerschaft von 150+ Universitäten und Unternehmen. Darunter bekannte Namen wie BASF, DSM, Sandoz, Boehringer Ingelheim RCV, Jungbunzlauer oder VTU Technology.
Am acib forschen und arbeiten derzeit 250+ Beschäftigte an mehr als 75 Forschungsprojekten.
Eigentümer des acib sind die Universitäten Innsbruck und Graz, die TU Graz, die Universität für Bodenkultur Wien sowie Joanneum Research. Gefördert wird das K2-Zentrum im Rahmen von COMET – Competence Centers for Excellent Technologies durch das BMVIT, BMWFW sowie die Länder Steiermark, Wien, Niederösterreich und Tirol. Das COMET-Programm wird durch die FFG abgewickelt.

Rückfragehinweise
Austrian Centre of Industrial Biotechnology (acib) Standort Linz DI Dr. Wolfgang Schnitzhofer
wolfgang.schnitzhofer@acib.at
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Aussender
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