Innovative Aufbereitung von Platingruppenelementerzen mittels biotechnologischer Verfahren

Laufzeit: 09/2026-08/2029

Bearbeiterin: Amelie Barkentien, M.Sc.
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Mit der zunehmenden Komplexität moderner Technologien, beispielsweise im Rahmen der Energiewende und Digitalisierung, steigt der Bedarf an Metallen mit besonderen Eigenschaften. Dazu zählen unter anderem eine hohe Korrosions- und Temperaturbeständigkeit sowie ausgezeichnete katalytische Eigenschaften. Die Elemente der Platingruppe (PGE) – Ruthenium (Ru), Rhodium (Rh), Palladium (Pd), Osmium (Os), Iridium (Ir) und Platin (Pt) – zeichnen sich durch diese Eigenschaften aus und sind für zahlreiche technologische Anwendungen von hoher Bedeutung. So werden beispielsweise Platin, Palladium und Rhodium in Abgaskatalysatoren sowie Platin und Iridium in PEM-Elektrolyseuren zur Wasserstofferzeugung eingesetzt.

Die aktuelle Primärgewinnung der PGE konzentriert sich stark auf sulfidische Erze im südlichen Afrika. Mit steigender Nachfrage gewinnt die Nutzung weiterer Rohstoffquellen an Bedeutung. Unkonventionelle, oxidierte bzw. sulfidarme PGE-Erze finden sich unter anderem in Südafrika, Simbabwe und Brasilien, aber auch in Lagerstätten Europas.

Die konkrete Untersuchung dieser Erze bildet den ersten Baustein im Projekt „BioPlat“. Die Projektpartner G.E.O.S. Ingenieurgesellschaft mbH (G.E.O.S.) und die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) beproben ausgewählte Vorkommen und charakterisieren die Erzproben. Da die Gewinnung der PGE aus diesen Erzen mit konventionellen Verfahren bislang nur eingeschränkt möglich ist, soll eine effektive, ressourcenschonende Prozesskette entwickelt werden.

Diese hybride Prozesskette verbindet unter anderem mechanische, hydrometallurgische und biohydrometallurgische Vorbehandlungsverfahren mit der anschließenden chemischen Laugung der PGE. Durch Biolaugung sollen zuerst gezielt Bestandteile der umgebenden Erzmatrix gelöst werden, um die darin enthaltenen PGE besser zugänglich zu machen. Für die Biolaugung kommen verschiedene Methoden der reduktiven und oxidativen Biolaugung in Betracht, die im Rahmen des Projektes in der AG Mikrobiologie und Biohydrometallurgie erprobt und optimiert . 

Anschließend überführt G.E.O.S. die im Feststoff verbleibenden PGE durch chemische Laugung in Lösung und untersucht deren selektiven Rückgewinnung bzw. Anreicherung in Lösung sowie die Gewinnung wertvoller Beiprodukte. Für den abschließenden Schritt der Prozesskette untersucht die AG Mikrobiologie und Biohydrometallurgie außerdem Möglichkeiten zur selektiven Gewinnung der PGE aus der Lösung als Nanopartikel mittels biogenen Sulfids.

Die entwickelte Prozesskette soll nach Optimierung der Prozessparameter in den Pilotmaßstab überführt werden. Ihre potenziellen Umweltauswirkungen sollen mithilfe eines Life Cycle Assessments (LCA) bewertet werden. Ergänzend soll die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens untersucht werden.