Ein internationales Forscherteam und die hessische Biotechnologiefirma Brain AG haben zusammen ein Biolaugungsverfahren entwickelt, das eine fast vollständige Kupfer-Extraktion aus Schiefervorkommen ermöglicht. Ende September wurde der sogenannte BioXtractor vorgestellt: Es handelt sich hierbei um eine mobile und in sich geschlossene Anlage im Technikumsmaßstab. Laut Brain liegt das System, ausgestattet mit 200-Liter-Fermentern, schon sehr nahe am industriellen Größenmaßstab. Mit dem BioXtractor können die drei Verfahrenstypen Bioadhäsion, Biosorption und Biolaugung zum Einsatz kommen. Das System ist so konzipiert, dass es schnell gebaut und angepasst werden kann, um dann bei Kunden und Partnern vor Ort getestet werden zu können. Zudem bietet der BioXtractor auch verschiedene biobasierte Lösungen zur Anreicherung von Edelmetallen wie Gold und Silber im Sinne einer effizienten Kreislaufwirtschaft.

Schonende Kupfergewinnung durch Biolaugung

Den Biotechnologen ist es gelungen, mithilfe von Mikroorganismen Kupfer fast vollständig aus heimischen Schiefervorkommen zu extrahieren. Die Forschungsergebnisse wurden Ende September 2017 im Rahmen des „22. International Biohydrometallurgy Symposium“ an der TU Bergakademie Freiberg vorgestellt: Für das Verfahren wurden Bakterien verwendet, die im Laufe des Extraktionsprozesses zunächst unlösliche Erzminerale in wasserlösliche Salze umwandeln. Durch eine biologisch-chemische Ausfällung können im Anschluss bis zu 97% des gelösten Kupfers zurückgewonnen werden.

Das Unternehmen Brain brachte dabei sein Know-how auf dem Gebiet der carbonatlösenden, metallresistenten Mikroorganismen in das Projekt ein. Guido Meurer, der bei Brain für die Stammentwicklung von Produktionsorganismen zuständig ist, beschreibt das Projekt so: „Ein Fokus liegt auf der schonenden und effizienten Gewinnung von Edelmetallen wie Gold, Silber und anderen Technologiemetallen aus Erzen und Abfallströmen. Als Ausgangsmaterial arbeiten wir beispielsweise auch mit Elektronikschrott, Müllverbrennungsaschen und metallurgischen Schlacken.“

Nachhaltige Metallgewinnung für moderne Technik

Die neue Rückgewinnungsmethode unterstreiche zudem die wachsende Bedeutung der Themengebiete Green Mining und Urban Mining. Vor allem in rohstoffarmen Regionen wie Deutschland sei die nachhaltige Metallgewinnung und –verwertung enorm wichtig. Esther Gabor, Program Manager Green & Urban Mining bei der Brain AG, sagt: „Es besteht eine wachsende Nachfrage nach Edelmetallen, denen eine Schlüsselfunktion in vielen Hightech-Anwendungen zukommt." Brain habe biotechnologischen Verfahren für das Green und Urban Mining im Sinne einer effizienten Kreislaufwirtschaft entwickelt.

International geförderte Kooperation

Das deutsch-französischen Forschungsvorhabens zur Entwicklung umweltverträglicher, energie- und rohstoffeffizienter Aufbereitungsprozesse stand unter der Leitung des Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) und dem französischen Büro für Geologie- und Bergbauforschung (Bureau de recherches géologiques et minières, BRGM). Das Forschungsvorhaben war Bestandteil des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und der „Agence Nationale de la Recherche“ (ANR) bilateral geförderten Projekts EcoMetals.

jmr