Alkalisilikatische und karbonatitische Schmelzen bilden Intrusionskörper mit ausgeprägter vertikaler Zonierung von magmatischen Gesteinen sowie von Lagerstätten seltener Metalle. Elemente, wie z.B. Nb, Zr, Hf, SEE oder Ti, werden durch magmatische Fraktionierung sowie durch Fluide, die in verschiedenen Intrusionsniveaus ausgeschieden werden, angereichert und vertikal verteilt. Fluide, die Teil eines konvektiven Systems sind, das sich um einen abkühlenden Intrusionskörper ausbildet, überprägen die magmatischen Mineralphasen und haben einen wesentlichen Einfluss auf die post-magmatische Metallverteilung. Ein umfassendes Verständnis für die magmatische und fluidgesteuerte Anreicherung und Bildung von Mineralphasen seltener Metalle erfordert die unmittelbare in-situ-Bestimmung erzbildender seltener Metalle in Schmelz- und Fluideinschlüssen, die die gesamte lithologische Abfolge ultrabasisch-alkalischer sowie karbonatitischer magmatischer Bildungen entlang des Spektrums von Intrusionstiefen repräsentieren, sowie die Betrachung der möglichen Rolle externer Fluide während postmagmatischer Remobilisierungsprozesse. Für dieses Projekt wurden Gesteinsproben von Intrusionskörpern aus verschiedenen Tiefen zusammengestellt, die petrologisch gut voruntersucht sind und die die große lithologische Bandbreite von alkalisilikatischen und karbonatitischen magmatischen Systemen repräsentieren (Lesnaya Varaka, Afrikanda, Ozernaya Varaka, Lueshe, Alnö, Sokli and Kalkfeld). Fluid- und Schmelzzusammensetzungen werden mit Hilfe von Mikrothermometrie, Ramanspektroskopie, Elektronenstrahlmikrosondenanalytik und LA-ICP-MS Einschlussanalytik bestimmt werden. Die gewonnenen Daten zu Metallgehalten in Fluiden und Schmelzen werden durch moderne LA-ICP-MS Halogenanalytik (Cl-Br-I) an Flüssigkeitseinschlüssen sowie SIMS Halogenanalytik ((F-Cl-Br-I und d37Cl) an Apatit ergänzt, um die Herkunft der beteiligten Fluide näher eingrenzen zu können. Das Forschungsvorhaben führt damit zu einem umfassenden Verständnis des Transports und der Anreicherung erzbildender Metalle in komplexen, an alkalimagmatische und karbonatitische Intrusionen gebundene Fluidsystemen, die sich von magmatischen bis hin zu hydrothermalen Temperaturen entwickeln. Die Forschungsergebnisse stellen aber auch die Grundlage für die Entwicklung effektiverer und präziserer Verfahren in der Tiefenexploration, Lagerstättenevaluation und der resourcenschonenden Gewinnung seltener metallischer Rohstoffe von großer gesellschaftlicher Bedeutung.
GERRI verfolgt das Ziel, die nationalen Rohstoffkompetenzen, -infrastrukturen und -strategien als virtuelles Institut zu erfassen und gezielt aufeinander abzustimmen. Die Forschung entlang der Wertschöpfungskette nichtenergetischer, mineralischer Rohstoffe soll so national aber auch international vorangetrieben werden. Zudem ist geplant, dass GERRI in das europäische Rohstoff-Netzwerk EIT RawMaterials eingebunden wird. Ziel dieser Knowledge and Innovation Community (KIC) ist es, die Wettbewerbsfähigkeit und die Attraktivität des europäischen Rohstoffsektors zu erhöhen und so die Versorgung der europäischen Industrie mit dringend benötigten Rohstoffen zu sichern. Dazu sollen in diesem wichtigen Feld die Ausbildung, Forschung und Innovation verbessert werden. Im Berliner Headquarter der neu gegründeten EIT RawMaterials GmbH werden dringend 2 VZÄ einerseits für die Projektkoordinierung und andererseits für die Einführung eines Innovationsmanagement-Systems benötigt. Das System soll am Beispiel des GERRI-Netzwerks als Case Study getestet und implementiert werden, so dass alle GERRI-Verbundpartner und das Netzwerk von der Einführung profitieren werden - das System adressiert direkt das primäre Ziel von GERRI, 'die nationalen Rohstoffkompetenzen, -infrastrukturen und -strategien als virtuelles Institut zu erfassen und gezielt aufeinander abzustimmen'. Dies ist z.B. mit den verfügbaren Anwendungen zum Portfolio-Management oder Roadmapping umsetzbar. M 4, intern (30.06.201): Prozesse definiert, beta System einsatzfähig M 3, PTJ (31.12.2018): System optimiert und abgeschlossen M 5, intern (31.12.2019): Lessons learned an alle Verbundpartner.
Laugungsprozesse sind weit verbreitet zur Extraktion von Metallen aus unterschiedlichen Rohstoffen. Häufig werden Laugungszusätze wie Säuren oder Basen eingesetzt, welche im Überschuss zum Aufschluss zugegeben werden müssen. Dies stellt sowohl einen Kostenfaktor als auch eine Umweltbelastung dar. Insbesondere schwer zu laugende Rohstoffe werden so teilweise nicht als Ressource aufgegriffen, sodass die enthaltenen Wertmetalle den Rohstoffkreislauf verlassen. Ein Beispiel ist verschlacktes Li und Co aus dem pyromet. Batterierecycling, welche aktuell deponiert werden, da kein kostendeckender Prozess existiert. Für solche Rohstoffe sieht das Vorhaben die Entwicklung einer Technologie vor, welche durch den Einsatz von z.B. Ultraschall-, Mikrowellen- oder Plasma-aktiviertem Wasser die traditionelle Laugung unterstützt, Chemikalien einspart, Extraktionseffizienzen steigert und für aktuell ungenutzte Rohstoffe den Extraktionsprozess gewinnbringend gestaltet. Diese Technik soll in Kooperation aus kanadischen und deutschen Forschungs- und Industriepartner am Beispiel Li-Co-Batterieschlacken (Deutschland) und Co/Ag-Mining-Wastes (Kanada) entwickelt und erprobt werden. Eine Übertragung auf andere Ressourcen und die Vermarktung/Veröffentlichung der Technologie ist geplant. Des Weiteren stellt dieses Projekt den ersten Schritt für eine langjährige kanadisch-deutsche Zusammenarbeit auf dem Gebiet des Green Processing's dar. -Literaturstudien zu transformativen Laugungstechnologien (TransTech) -Aufstellung eines Benchmarks mittels traditionellen Laugungsmethoden anhand Li-Co-Batterieschlacken -Screeningtests mittels TransTech (Identifizierung geeigneter Technologie) -Implementierung der TransTech in eine industrielle Prozesskette bis zu einem markfähigen Li, Co & Ag-Produkt -Untersuchung der Flexibilität der neuen Laugungstechnologie durch Übertragung auf alternative Rohstoffe -Bewertung der TransTech über Wirtschaftlichkeitsanalyse und Ressourceneffizienzpotential.