Forscher entwickeln Verfahren für Aluminium-Recycling aus Rotschlamm
Bei der Aluminiumproduktion entsteht mit dem sogenannten Rotschlamm ein giftiges Abfallprodukt. Forscher der Rice University in Houston haben nun ein Verfahren entwickelt, mit dem sich aus dem Schlamm Aluminium zurückgewinnen lässt.
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In grossen Deponien wie hier beim Bützflethermoor bei der Hansestadt Stade in Niedersachsen wird giftiger Rotschlamm gelagert.
Rotschlamm – auch Bauxitrückstand genannt – entsteht bei der Produktion von Aluminiumoxid aus Bauxit. Jedes Jahr fallen Millionen Tonnen des giftigen Nebenprodukts an, das als unlösliche, rote und schlammige Substanz zurückbleibt. Weltweit lagern inzwischen Milliarden Tonnen Rotschlamm unter hohen Sicherheitsvorkehrungen in Becken oder Deponien, da das Abfallprodukt potenziell Flüsse oder ganze Landstriche kontaminieren kann.
Gleichzeitig enthält Rotschlamm aber auch wertvolle Metalle wie Aluminium und Eisen, die bislang nur schwer oder nicht wirtschaftlich zurückgewonnen werden konnten. Das könnte sich laut Forschern der Rice University in Houston, Texas, ändern. Das Team hat nach eigenen Angaben eine schnellere und sauberere Methode entwickelt, um aus dem Abfallmaterial wieder Aluminium zurückzugewinnen und dabei gleichzeitig giftige Metalle aus Bauxitrückständen zu entfernen.
«Lösung für Rotschlammkrise»
Das Verfahren wurde kürzlich in der Fachzeitschrift «American Chemical Society Applied Materials and Interfaces» veröffentlicht. Der Rotschlamm wird dabei mit Hilfe der sogenannten Flash Joule Heating (FJH)-Methode innerhalb von weniger als einer Minute aufbereitet: Ein kurzer, elektrischer Impuls erhitzt das Material blitzartig, während eine geringe Menge an Chlorgas zugeführt wird. Dabei verdampfen giftige Metalle, während ein aluminiumreiches Rückstandsmaterial zurückbleibt.
Dieses Material kann laut den Forschern zu langlebigen Keramikfliesen oder Ziegeln weiterverarbeitet oder erneut für die Aluminiumproduktion genutzt werden. «Unsere Forschung präsentiert eine potenziell bahnbrechende Lösung für die Rotschlammkrise», sagt James Tour, Professor für Chemie und Materialwissenschaft an der Rice University und korrespondierender Autor der Studie. Das Verfahren verwandle etwas, das bisher eine toxische Belastung war, in einen wertvollen Rohstoff.
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In Aluminiumfabriken wie dieser in Schelchow, Russland, fallen jedes Jahr mehrere Tonnen Rotschlamm als Nebenprodukt an.
Die Methode birgt nach Angaben der Forscher mehrere Vorteile: Sie kommt ohne Wasser und Lösungsmittel aus, ist schneller als andere Verfahren, die teilweise auf langes Erhitzen oder ätzende Chemikalien setzen, und entfernt zusätzlich Natriumsalze. «In nur 60 Sekunden konnten wir 96 Prozent des Eisens und fast alle toxischen Substanzen entfernen, während fast das gesamte Aluminium erhalten blieb», erklärt Postdoktorand Qiming Liu, Mitautor der Studie.
Verfahren auch für Stahlherstellung
Zugutekommen könnte das neue Verfahren laut dem Team auch anderen Branchen, die mit grossen Abfallströmen zu tun haben, beispielsweise in der Stahlherstellung, dem Bergbau oder bei der Verarbeitung seltener Erden. «Es geht nicht nur um Rotschlamm, sondern darum, unsere Sichtweise auf Abfall zu ändern», sagt Tour. «Wenn wir diese Methode auf andere Industrieabfälle anwenden können, könnte dies der Beginn einer neuen Ära der nachhaltigen Materialrückgewinnung bedeuten.»
Aktuell wird der Prozess gemäss einer Pressemitteilung der Universität vom Rice-Spin-off Flash Metals USA, einer Tochtergesellschaft von Metallium Ltd., in Zusammenarbeit mit Aluminiumproduzenten für die industrielle Anwendung weiterentwickelt. (mgt/pb)
Zur Studie in der Fachzeitschrift «American Chemical Society Applied Materials and Interfaces»: pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.5c13121
