Third Party Funds Group - Overall project
Acronym: SE
Start date : 01.11.2014
Extension date: 30.04.2018
Website: http://www.forcycle.de/Einzelprojekt/Innovative-Verfahren-zur-Gewinnung-Seltener-Erden
Metalle der Seltenen Erden (bzw. engl. rare earth elements, REE) sind sehr wichtige Rohstoffe der aktuellen Hochtechnologie. Ohne sie sind die Hochleistungsdatenübertragung, die Kommunikation über Smartphones, die Hybridautomobiltechnik und vor allem die alternative Energieversorgung kaum denkbar. Fast alle Strategien zur Modernisierung unserer Technik sind von diesen Rohstoffen abhängig. Dem steht eine Versorgungseinschränkung gegenüber, die sich u. a. auch auf die umwelttechnologische Entwicklung in Bayern auswirken könnte.
Zwar sind Seltene Erden nicht wirklich selten, sie sind aber so gleichmäßig in der Lithosphäre verteilt, dass sie nur sehr selten in konzentrierter Form abgebaut werden können. Von den jährlich 130.000 Tonnen global produzierten REE werden 97 % vom Monopollieferanten China bereitgestellt. Es wird befürchtet, dass die Umwelt dabei massiv geschädigt wird. Da die neue Erschließung von Vorkommen extrem kostenintensiv ist, besteht ein hohes Interesse umweltschonende Prozesse zu entwickeln, um geringe REE Konzentrationen aufzukonzentrieren.
Mikroalgen sind phototrophe Organismen, die Sonnenlicht als Energiequelle und CO2 aus Industrieabgasen als Kohlenstoffquelle zum Wachsen nutzen können und oft sehr interessante Inhaltsstoffe besitzen. Deshalb werden sie gerne auf dem Gebiet der weißen Biotechnologie als Bioreaktoren angesehen, mit denen wertvolle Produkte der chemischen und pharmazeutischen Industrie kostengünstig und umweltschonend hergestellt werden können. Letztlich bleibt bei solchen Prozessen dann ein Biomasserest übrig, der meistens zu Dünger oder Energie umgesetzt wird und sich möglicherweise deutlich sinnvoller einsetzen lässt.
Unabhängig davon, ob es um Recycling geht oder um die Nutzung von Haldengestein, um Laugen aus dem Bergbau oder aus Deponien - um REE zu gewinnen müssen geringe Konzentrationen hoch angereichert werden. Schon seit mehr als 10 Jahren liegen Ergebnisse vor, die demonstrieren, dass Mikroalgen Schwermetalle binden und in metallischer Form abscheiden können. über den Mechanismus ist bisher nur wenig bekannt. Bei diesen Adsorptionsvorgängen ist eine gewisse Selektivität bezüglich der Metalle zu beobachten. Ziel des Projekts ist es deshalb, Algenspezies zu identifizieren, die REE-Spezies in hochverdünnten Lösungen binden und anreichern. Dieses biotechnologische Adsorbermaterial lässt sich als erneuerbarer Rohstoff leicht produzieren, ist umweltfreundlich und könnte vor der Adsorption möglicherweise sogar noch wertvolle Produkte liefern. Durch Kartuschen mit dem Bio-Material würden Laugen bzw. wässrige Lösungen mit REE-Metallen geleitet, um die Metallionen binden zu können. Die adsorbierten Metalle können prinzipiell durch Verbrennen der Biomasse isoliert werden, so dass selbst die Energiegewinnung noch berücksichtigt würde. Die so biotechnologisch aufkonzentrierten Metalle bzw. Metallgemische können nachfolgend mit klassischen metallurgischen Methoden aufgereinigt werden.