Ziel des vorliegenden Berichts war es, die beiden Optionen – der trockenen Entaschung/-schlackung und Nassentaschung/-schlackung im Wasserbad – hinsichtlich der Qualität der ausgelesenen Metalle und Mineralik experimentell zu untersuchen. Dazu wurden Aschen/Schlacken aus einer Abfallverbrennungsanlage nass und trocken ausgetragen und anschließend anhand aufbereitungstechnischer, metallurgischer sowie bautechnischer Charakterisierungsmethoden bewertet. Neben der klassischen Aufbereitung, wie beispielsweise Magnetscheidung, wurden im Labormaßstab neue Ansätze wie biologische und chemische Laugung sowie Bioflotation zur Metallrückgewinnung aus der Feinfraktion < 4 mm untersucht.
Das Projekt "Verwertung von Haldenreststoffen in Glasprodukten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Glas und Glastechnologie, Juniorprofessur Energie- und Rohstoffeffiziente Glastechnologie durchgeführt. Ziel ist es die Reststoffe aus Bergbau und Verhüttung, d.h. Schlacken und Sande aber auch Reststoffe aus aktuellen rECOmine Aufbereitungsprojekten in Glas und geeignete Glasprodukte zu überführen. So sollen ergänzend zu ReMining und ReMiningPlus im beantragten Vorhaben vor allem die inerten Bestandteile nach der Biolaugung und Wertstoffgewinnung nutzbar und gleichzeitig die Restschadstoffe immobilisiert, bzw. beseitigt werden. Auch an das Projekt ZAUBER anknüpfend sollen deren Reste aus der Verwertung von eisenhaltigen Grubenschlämmen für die Glasherstellung evaluiert werden. Ganz konkret sollen zwei Lösungsansätze verfolgt werden: A) Hydrothermales Auflösen der Reststoffe, bzw. eines über Alkalien Zugabe erzeugten Wasserglases, nasschemisches Abtrennen von verbliebenen Wertelementen, bzw. Schadelementen und Erzeugung einer Wasserglaslösung (d.h. flüssigen Wasserglases, =Produkt) für den Einsatz z.B. als Bindemittel (z.B. Mineralfarben), Abdichtmaterial im Bauwesen, aber auch von Deponien oder im Untertagebau oder für die Gießereitechnik B) Ausnutzung der verschiedenen Reststoffe und Abfallströme in der Kombination für die Breitstellung alternativer Rohstoffe und Zusätze zur Herstellung von Glasfasern z.B. für Kompositmaterialien, Fasermatten und Glasfasergewebe z.B. im Einsatz als Hitzeschutz aber auch für Isolationsanwendungen. Dabei werden die komplexen Reststoffe nicht nur charakterisiert und vorbehandelt, sondern durch ein Verschneiden verschiedener Reststoffe werden optimale Rezepte für die Glasherstellung erstellt, um die Wirtschaftlichkeit der Produktion zu verbessern. Im UN International Year of Glass 2022 wird der Beitrag den Glas und Glasprodukte zum Erreichen der Nachhaltigkeitsziele 2030 (SDG) leistet, gewürdigt. Dabei adressiert Glas 11 der 17 Ziele. Die Ergebnisse im vorgeschlagenen Projekt lassen sich klar den mit rECOmine überlappenden Zielen SDG 3.9, SDG 8.4, SDG 11.4/5/b, SDG 12.4/5/6 zuordnen.
Das Projekt "TP1: Entwicklung technologisch relevanter Parameter für die Glasherstellung und Bewertung erzeugter Glasprodukte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Glas und Glastechnologie, Juniorprofessur Energie- und Rohstoffeffiziente Glastechnologie durchgeführt. Ziel ist es die Reststoffe aus Bergbau und Verhüttung, d.h. Schlacken und Sande aber auch Reststoffe aus aktuellen rECOmine Aufbereitungsprojekten in Glas und geeignete Glasprodukte zu überführen. So sollen ergänzend zu ReMining und ReMiningPlus im beantragten Vorhaben vor allem die inerten Bestandteile nach der Biolaugung und Wertstoffgewinnung nutzbar und gleichzeitig die Restschadstoffe immobilisiert, bzw. beseitigt werden. Auch an das Projekt ZAUBER anknüpfend sollen deren Reste aus der Verwertung von eisenhaltigen Grubenschlämmen für die Glasherstellung evaluiert werden. Ganz konkret sollen zwei Lösungsansätze verfolgt werden: A) Hydrothermales Auflösen der Reststoffe, bzw. eines über Alkalien Zugabe erzeugten Wasserglases, nasschemisches Abtrennen von verbliebenen Wertelementen, bzw. Schadelementen und Erzeugung einer Wasserglaslösung (d.h. flüssigen Wasserglases, =Produkt) für den Einsatz z.B. als Bindemittel (z.B. Mineralfarben), Abdichtmaterial im Bauwesen, aber auch von Deponien oder im Untertagebau oder für die Gießereitechnik B) Ausnutzung der verschiedenen Reststoffe und Abfallströme in der Kombination für die Breitstellung alternativer Rohstoffe und Zusätze zur Herstellung von Glasfasern z.B. für Kompositmaterialien, Fasermatten und Glasfasergewebe z.B. im Einsatz als Hitzeschutz aber auch für Isolationsanwendungen. Dabei werden die komplexen Reststoffe nicht nur charakterisiert und vorbehandelt, sondern durch ein Verschneiden verschiedener Reststoffe werden optimale Rezepte für die Glasherstellung erstellt, um die Wirtschaftlichkeit der Produktion zu verbessern. Im UN International Year of Glass 2022 wird der Beitrag den Glas und Glasprodukte zum Erreichen der Nachhaltigkeitsziele 2030 (SDG) leistet, gewürdigt. Dabei adressiert Glas 11 der 17 Ziele. Die Ergebnisse im vorgeschlagenen Projekt lassen sich klar den mit rECOmine überlappenden Zielen SDG 3.9, SDG 8.4, SDG 11.4/5/b, SDG 12.4/5/6 zuordnen.
Das Projekt "TP2: Analytische Voruntersuchung von Reststoffen, Versuche zur physikalischen Abtrennung von Schadmineralen und Modellierung von Ausgangsmaterialien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ERZLABOR Advanced Solutions GmbH durchgeführt. Ziel ist es die Reststoffe aus Bergbau und Verhüttung, d.h. Schlacken und Sande aber auch Reststoffe aus aktuellen rECOmine Aufbereitungsprojekten in Glas und geeignete Glasprodukte zu überführen. So sollen ergänzend zu ReMining und ReMiningPlus im beantragten Vorhaben vor allem die inerten Bestandteile nach der Biolaugung und Wertstoffgewinnung nutzbar und gleichzeitig die Restschadstoffe immobilisiert, bzw. beseitigt werden. Auch an das Projekt ZAUBER anknüpfend sollen deren Reste aus der Verwertung von eisenhaltigen Grubenschlämmen für die Glasherstellung evaluiert werden. Ganz konkret sollen zwei Lösungsansätze verfolgt werden: A) Hydrothermales Auflösen der Reststoffe, bzw. eines über Alkalien Zugabe erzeugten Wasserglases, nasschemisches Abtrennen von verbliebenen Wertelementen, bzw. Schadelementen und Erzeugung einer Wasserglaslösung (d.h. flüssigen Wasserglases, =Produkt) für den Einsatz z.B. als Bindemittel (z.B. Mineralfarben), Abdichtmaterial im Bauwesen, aber auch von Deponien oder im Untertagebau oder für die Gießereitechnik. B) Ausnutzung der verschiedenen Reststoffe und Abfallströme in der Kombination für die Breitstellung alternativer Rohstoffe und Zusätze zur Herstellung von Glasfasern z.B. für Kompositmaterialien, Fasermatten und Glasfasergewebe z.B. im Einsatz als Hitzeschutz aber auch für Isolationsanwendungen. Dabei werden die komplexen Reststoffe nicht nur charakterisiert und vorbehandelt, sondern durch ein Verschneiden verschiedener Reststoffe werden optimale Rezepte für die Glasherstellung erstellt, um die Wirtschaftlichkeit der Produktion zu verbessern. Im UN International Year of Glass 2022 wird der Beitrag den Glas und Glasprodukte zum Erreichen der Nachhaltigkeitsziele 2030 (SDG) leistet, gewürdigt. Dabei adressiert Glas 11 der 17 Ziele. Die Ergebnisse im vorgeschlagenen Projekt lassen sich klar den mit rECOmine überlappenden Zielen SDG 3.9, SDG 8.4, SDG 11.4/5/b, SDG 12.4/5/6 zuordnen.
Das Projekt "Possibilities for Heavy Metal Retrieval from Heavily Polluted Fly Ash from Biomass Heating Stations with Thermal and Biochemical Treatment" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Graz, Institut für Grundlagen der Verfahrenstechnik und Anlagentechnik durchgeführt. This work has the aim to develop suitable technologies for processes able to recover heavy metals from contaminated fly-ashes and to evaluate their potential as well as the ecological and the economic side-constraints. The one topic of this project is to utilize the heavy metals concentrated in filter fly-ashes by separating them following the principles of heavy metal sublimation / condensation that will be gained from the project mentioned above. The biochemical part of the project investigates the potential of biochemical heavy metal separation from fly-ashes by dissolving them in organic acids. In a second step these dissolved heavy metals will be taken up by special bacteria strains that are able to upgrade them extra- or intracellular. These experiments will be carried out in collaboration with the Institute for Biotechnology at the Technical University of Graz.
Das Projekt "TP1: Technologieentwicklung zur umweltgerechten Aufarbeitung von Spülhaldenmaterial und Umsetzung der Technologie in den Pilotmaßstab" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von G.E.O.S. Ingenieurgesellschaft mbH durchgeführt. Bergbau und Erzaufbereitung sind mit dem Anfall von Reststoffen (Halden, Tailings) verbunden, die noch signifikante Konzentrationen von Wertkomponenten (z.B. Kupfer, Zink, Indium) enthalten. Neben den Wertelementen befinden sich in den Reststoffe häufig umweltschädliche Schwermetalle wie Cadmium und Arsen die über durchsickerndes Wasser in Oberflächengewässer gelangen und Maßnahmen der Haldensanierung erfordern. In den BMBF-Projekten SMSB, Ecometals und Re-Mining wurden Verfahren zur Biolaugung und Wertstoffgewinnung solcher Haldenmaterialien entwickelt und durch zwei Anlagenmodulen in den Pilotmaßstab überführt. Im Rahmen von ReMiningPlus sollen die beiden bestehenden Module um ein Umweltmodul zur Reststoff- und Wasserbehandlung ergänzt und gemeinsam als Gesamtanlage an einem Freiberger Haldenstandort betrieben werden. Die daraus generierten Daten sollen ein Hochskalieren des Verfahrens in den Realmaßstab und damit die Bewertung der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens ermöglichen. Ziel ist es, diese Technologie marktfähig zu machen und damit neue Wege bei der Sanierung von sulfidischen Bergbauhalden aufzuzeigen. Darauf aufbauend sollen Dienstleistungen zur Biolaugung mineralischer Rohstoffe international vermarktet werden.
Das Projekt "TP6: Bau einer Demoanlage zur Wertstoffgewinnung aus sulfidischen Spülhalden, Vorbereitung des Anlagenstandortes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kaden & Döring OHG durchgeführt. Bergbau und Erzaufbereitung sind mit dem Anfall von Reststoffen (Halden, Tailings) verbunden, die noch signifikante Konzentrationen von Wertkomponenten (z.B. Kupfer, Zink, Indium) enthalten. Neben den Wertelementen befinden sich in den Reststoffen häufig umweltschädliche Schwermetalle wie Cadmium und Arsen die über durchsickerndes Wasser in Oberflächengewässer gelangen und Maßnahmen der Haldensanierung erfordern. In den BMBF-Projekten SMSB, Ecometals und Re-Mining wurden Verfahren zur Biolaugung und Wertstoffgewinnung solcher Haldenmaterialien entwickelt und durch zwei Anlagenmodule in den Pilotmaßstab überführt. Im Rahmen von ReMiningPlus sollen die beiden bestehenden Module um ein Umweltmodul zur Reststoff- und Wasserbehandlung ergänzt und gemeinsam als Gesamtanlage an einem Freiberger Haldenstandort betrieben werden. Die daraus generierten Daten sollen ein Hochskalieren des Verfahrens in den Realmaßstab und damit die Bewertung der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens ermöglichen. Ziel ist es, diese Technologie marktfähig zu machen und damit neue Wege bei der Sanierung von sulfidischen Bergbauhalden aufzuzeigen. Darauf aufbauend sollen Dienstleistungen zur Biolaugung mineralischer Rohstoffe international vermarktet werden. Im Rahmen von Teilvorhaben 6 wird der Standort für den Betrieb der Pilotanlage vorbereitet, die Seecontainer angepasst und darin die Anlagentechnik montiert.
Das Projekt "TP2: Betrieb einer Demoanlage zur Wertstoffgewinnung aus sulfidischen Spülhalden und Prozessanalytik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Dresden-Roßendorf e.V., Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie durchgeführt. Bergbau und Erzaufbereitung sind mit dem Anfall von Reststoffen (Berge, Tailings) verbunden, die noch signifikante Konzentrationen von Wertkomponenten enthalten. Das Projekt ReMiningPlus liefert einen ganzheitlichen Ansatz von der Verknüpfung der Wertstoffgewinnung mit einer Standortsanierung bis hin zur Erarbeitung eines langfristigen Standortentwicklungskonzepts. Ziel ist es, die beiden bestehenden Module der Vorgängerprojekte (Biolaugung und Wertstoffgewinnung) durch ein Umweltmodul zur Reststoff- und Wasserbehandlung zu ergänzen und zu kombinieren. Die Kombination resultiert in einer modularen Pilotanlage, die am Entwicklungsstandort auf der Davidschachthalde betrieben wird. Diese Pilotanlage ist semi-mobil und kann für vergleichbare Aufgabenstellungen andernorts verwendet werden. Damit wird ein Konzept verfolgt, was es in dieser Form noch nicht gibt. Das hauptsächliche Arbeitsziel des Teilvorhabens 2 ist die Weiterentwicklung und Optimierung des downstream processings zur Aufarbeitung der Prozesslösung, die aus der Biolaugung resultiert, wobei das vorliegende Teilprojekt für die Behandlung der flüssigen Stoffströme verantwortlich ist. Die hierfür notwendigen Prozessschritte beinhalten die Solventextraktion, Elektrolyse, Ionenaustausch und Membranverfahren. Da die Gesamtanlage bereits einen hohen technischen Reifegrad aufweist und der Prozess damit besonders anwendungsnah ist, können die Prozessschritte unter realen Bedingungen angewendet und einsatzspezifisch optimiert werden. Besonders die Schadstoffentfernung aus wässrigen Prozesslösungen soll im Fokus der Optimierungsarbeiten dieses Teilvorhabens stehen. Anhand der ermittelten Prozessdaten kann das technische und ökonomische Potenzial der Verfahren im Gesamtprozess ermittelt werden, da die Verfahren zur Metallrückgewinnung perspektivisch auf vergleichbares Haldenmaterial angewendet werden sollen, um die enthaltenen metallischen und mineralischen Wertstoffe zu verwerten.
Das Projekt "TP3: Genehmigungsmanagement, Planung und Koordination der Vorbereitungsarbeiten am Anlagenstandort, Unterstützung bei der Ergebnisverwertung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SAXONIA Standortentwicklungs- und Verwaltungsgesellschaft mbH durchgeführt. Bei der Erzaufbereitung fallen in großen Mengen feinkörnige Rückstände an, die sogenannten Spülschlämme, die meist noch signifikante Wertstoffgehalte enthalten. In der Vergangenheit wurden diese Rückstände lediglich in Form von Spülhalden abgelagert, sodass enthaltene Begleitelemente nicht gewonnen wurden. Zur Minimierung der Umweltbelastung, die von den abgelagerten Rückständen, den Spülschlämmen ausgeht, werden diese in Abhängigkeit von ihrer Schadstoffbelastung mit mineralischen Abdeckungen gesichert, um den Sickerwasserzutritt deutlich zu reduzieren und dadurch den Schadstoffaustrag zu unterbinden. Das Haldenmaterial mit den jeweiligen Schadstoff- und Wertstoffgehalten bleibt jedoch weiterhin bestehen, sodass mitunter unbefristete Nachsorgemaßnahmen erforderlich sind. Durch verbesserte Aufbereitungstechnologien und potenziell höhere Rohstoffpreise werden sowohl die Rückgewinnung, als auch die Aufbereitung von Haldenmaterial zunehmend wirtschaftlich. Im Rahmen der Projekte r3-SMSB und r+-Impuls-Re-Mining wurden Prozesse für die Biolaugung von Haldenmaterial und die hydrometallurgische Metallabtrennung entwickelt und in den Pilotmaßstab überführt. Eine ganzheitliche Betrachtung von Sanierungs- bzw. Sicherungsmaßnahmen und Rückgewinnungstechnologien, d.h. eine Kombination beider Herangehensweisen und die Bewertung der daraus resultierenden Effekte wurden bisher noch nicht als solches betrachtet. Durch die weitere Behandlung der Laugenlösung und die Immobilisierung des Laugenrückstandes entstehen neue Stoffströme deren Verwertung zu untersuchen ist. So soll u.a. geprüft und untersucht werden, ob die verbleibende Silikatfraktion des behandelten Haldenmaterials als Baustoff oder als Zuschlagsstoff in der Zementindustrie genutzt werden kann. Sollen nun Technologien vom Labormaßstab in den Technikumsmaßstab überführt werden, müssen nicht nur entsprechende Infrastrukturen geschaffen werden, sondern es sind Genehmigungen erforderlich, die bisher nicht notwendig waren.
Das Projekt "Teilprojekt 2: Biologische Laugung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Dresden-Roßendorf e.V., Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie durchgeführt. Gesamtziel des Vorhabens ist die Gestaltung eines vollständigen Verfahrens und Konzepts für den Rückbau und die Verwertung eines maximalen Anteils der abgelagerten Rückstände in den Bergeteichen am Bollrich sowie der Darstellung systematischer Ansätze für die Übertragung auf ähnlich gelagerte Problemfälle. Als konkrete Innovationen werden insbesondere die Aufbereitung und gezielte Konfektionierung von Mineralik-Fraktionen für bautechnische Anwendungen, der kombinierte Einsatz von Flotation, anorganisch-chemischer Laugungsprozesse und Bioleaching hierfür, die gezielte Vorbehandlung und Einbindung solcher Stoffströme in die Produktionsprozesse im Zementbereich, die gezielte Auswahl und Nutzung entsprechend aufbereiteter Rückstände im Rahmen des Deponie- und Dammbaus als Alternative zu herkömmlichen Ressourcen, eine gesamtheitliche Rückbau- und Verwertungsplanung unter Einsatz moderner Digitalisierungstools sowie die Klärung und Vorbereitung von Akzeptanzfragen für eine solche Maßnahme, die im Gegensatz zu den ursprünglich im Projekt REWITA angenommenen geringeren Eingriffen ins Landschaftsbild mit größeren Eingriffen einhergehen, angestrebt.
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