Phosphat ist nicht nur für den Menschen ein lebenswichtiger Baustein. Das Salz ist neben Stickstoff der wichtigste Pflanzennährstoff. Da Deutschland über keine eigenen natürlichen Ressourcen verfügt, muss der Rohstoff in großen Mengen aus dem Ausland importiert werden, wo er in Bergwerken abgebaut wird. Der mit Abstand größte Teil des kostbaren Minerals landet hierzulande als Dünger auf den Äckern. Eine bisher vernachlässigte Phosphatquelle ist Tiermehl, das aus den Abfällen der Schlachthöfe gewonnen und anschließend wieder verfüttert oder verbrannt wird. Nun haben Forscher vom Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF in Magdeburg ein Verfahren entwickelt, um den im Tiermehl enthaltenen kostbaren Rohstoff Phosphat zu recyceln. Die Wirbelschichtanlage der Magdeburger filtert aus der Asche unerwünschte Schadstoffe wie die Schwermetalle heraus, so dass der Phosphat-Anteil als Dünger für die Landwirtschaft wieder genutzt werden könnte.

530.000 Tonnen Phosphat muss Deutschland nach Angaben des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) jedes Jahr aus Ländern wie China, USA oder Russland importieren, weil es über keine eigenen nennenswerten Vorkommen verfügt. Als lebenswichtiger Baustein für Mensch und Pflanze ist das kostbare Mineral sowohl für die Nahrungsmittelindustrie als auch für Futtermittel- und Düngemittelhersteller unverzichtbar. Gleichzeitig gehen hierzulande große Mengen des wertvollen Nährstoffes durch Abwässer, Klärschlamm und Tiermehl verloren.

Die Quelle mit dem größten ungenutzten Phosphatanteil ist jedoch Tiermehl, das aus den Abfällen von Schlachthöfen gewonnen wird. Durch die Verarbeitung von Zähnen, Hufen oder Knochen fallen allein hierzulande jährlich etwa 200.000 Tonnen an. Ein Teil davon landet als Futter wieder im Trog der Tiere. Doch das Gros wird zusammen mit anderem Abfall in der Müllverbrennungsanlage verbrannt und so mit Schwermetallen wie Quecksilber, Blei, Arsen oder Nickel verunreinigt. Der in der Asche enthaltene Phosphatanteil von 16 Prozent verpufft buchstäblich. 

Schwermetalle aus der Asche filtern

Das soll sich nun ändern. Forscher vom Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF in Magdeburg haben einen Weg gefunden, diese ungenutzte Phosphatquelle anzuzapfen und so den kostbaren Rohstoff aus dem Tiermehl zurecyceln.
„Wir verbrennen das Tiermehl auf spezielle Weise, so dass wir daraus ein wichtiges Mineral zurückgewinnen können“, erläutert Patric Heidecke vom IFF. Die neuartige Recyclingmethode setzt zwar auch auf das Prinzip der Verbrennung von Tiermehl.  Doch anders als bisher, werden hierbei giftige Schwermetalle aus der Asche geschickt getrennt.

Luftwirbel trennen gute von schlechten Stoffen

Dafür wird das Tiermehl in eine 850 Grad Celsius heiße Wirbelschichtanlage gefüllt, in der kontinuierlich Luft in eine Brennkammer strömt, das Mehl mit heißem Quarzsand vermischt und die organischen Partikel in der Masse vollständig verbrennt. Das entstehende Verbrennungsgas, das aufgrund der Luftwirbel auch einen Großteil der Asche enthält, wird in den Ausbrandzyklon geleitet. Dieser trennt dann die gute, saubere Asche von der schlechten, in der sich die giftigen Schwermetalle befinden. Hierfür wird der Luftstrom abgesenkt, so dass die Asche zu Boden sinkt, während die Schwermetalle und Ascheteilchen, die kleiner als einen Zehntel Millimeter sind, in der Luft verbleiben. Diese werden später abgeschieden und entsorgt.

Wirbelschichtanlage vor Praxistest

„Die Asche könnte – ebenso wie das phosphorhaltige Material, das in den Lagerstätten gewonnen wird – zu Düngemittel weiterverarbeitet werden. Rein rechnerisch lässt sich damit rund fünf Prozent des jährlichen Phosphat-Düngemittelbedarfs in Deutschland ersetzen“, sagt Heidecke. Die erste Wirbelschichtanlage wollen die Magdeburger Forscher demnächst bei einem  Partner aus der Industrie aufbauen. Heidecke ist zuversichtlich, dass sich ihr neues Verfahren in zehn Jahren in der Praxis durchgesetzt hat. Denn neben dem Brennstoff Tiermehl ist es auch zum Recyceln von Klärschlamm geeignet.