Chemieprofessor über „sanften Bergbau“: „Das ist schon tricky“

Klassische Metallgewinnung ist ineffizient und energieaufwendig. Das sagt zumindest der Freiberger Chemieprofessor Martin Bertau.

Martin Bertau im Labor. Bild: TU Bergakademie Freiberg

taz: Herr Bertau, im sächsischen Freiberg wird am 8. Mai ein neues Zentrum für „sanften Bergbau“ eröffnet. Was genau ist das?

Martin Bertau: Wir versuchen, mit einer neuen Methode Metalle aus Gestein zu gewinnen. Mikroorganismen sollen Metalle aus Erzgestein herauslösen, indem sie Substanzen absondern, die Verbindungen mit ihnen eingehen. Das funktioniert ähnlich wie beim Enthärter im Waschmittel: Die Sauerstoffatome einer bestimmten Säure schlingen sich um Kalziumatome im Wasser. Das Kalzium wird dem Carbonat entzogen. Bei unserem „biohydrometallurgischen“ Prozess nutzen wir mikrobielle Substanzen, die sich um die Metallatome „herumwickeln“ und sie in Wasser binden. So kann man die Metalle aus dem Berg spülen und muss ihn nicht aufbrechen.

Welche Metalle lassen sich so gewinnen?

Wir versuchen es erst einmal mit Germanium und Indium, beides begehrte Hightech-Metalle. Unter Freiberg schlummert eine große Indium-Lagerstätte; allerdings ist das alte Bergwerksgebäude teils mit Schlamm gefüllt. Mit klassischem Bergbau kommt man da nicht mehr ran.

Wie sähe die klassische Gewinnung von Indium und Germanium aus?

Man treibt mit schwerer Technik einen Stollen in den Berg, transportiert die erzhaltigen Gesteinsbrocken ab, klopft sie klein und mahlt sie. Schließlich wird durch Verhüttung, also Erhitzen, das reine Metall gewonnen. Das alles erfordert massive Eingriffe in die Lagerstätte und ist sehr energieaufwendig.

Martin Bertau

ist Direktor am Institut für Technische Chemie an der TU Bergakademie Freiberg. Mit der Dr.-Erich-Krüger-Stiftung eröffnet die sächsische Hochschule am 8. Mai das „Biohydrometallurgische Zentrum für strategische Metalle“.

Welche Mikroorganismen wollen Sie verwenden?

Verschiedene Bakterien sind möglich; welche am besten geeignet sind, müssen wir herausfinden. Wir werden keine gentechnisch veränderten Bakterien in die Natur entlassen, sondern Wildtypen verwenden, die wir etwa auf Halden vorfinden.

Wird das Verfahren schon angewendet?

10 bis 15 Prozent des Kupfers wird auf diese Weise gewonnen, beim Gold gibt es Versuche. Das Verfahren steckt aber noch in den Kinderschuhen. Der Reiz daran ist, dass Chemiker, Biologen und Metallurgen es gemeinsam entwickeln. Der Chemie kommt eine zentrale Bedeutung zu, denn pyrometallurgische Methoden allein sind hier zu ineffizient; viele wertvolle Metalle landen in der Schlacke und sind dann eben weg.

Welche Probleme müssen Sie noch erforschen?

Ich muss die Metallatome dazu überreden, sich aus dem Griff der Biomoleküle, die die Bakterien gebildet haben, zu lösen. Das ist schon tricky. Haben wir das geschafft, liegt eine Lösung aus verschiedenen Metallen vor. Diese voneinander zu trennen ist schwierig. Wir wollen nicht nur eine hohe Trennschärfe erreichen, sondern auch möglichst wenig Abfall erzeugen und auch etwas Profanes wie Eisen oder Aluminium verwerten.

Könnte man mit dem Verfahren Indium auch aus einem Touchscreen herauslösen?

Das wäre wichtig, denn die Indium-Vorräte sind sehr begrenzt. Wir können uns künftig nicht nur auf Primärstätten konzentrieren. Die Frage ist, ob die Mikroorganismen auch mit hohen Zinngehalten umgehen können, die in Touchscreens vorliegen. Das sind alles unsere Fragen.

Comments

[dem lentz]

@Bakterien

"Typisch deutsche Technik- und Wissenschaftsfeindlichkeit."

was glauben sie:

1.

ist"technick und wissenschaftsfeindlichkeit" das was den meisten menschen auf diesem planeten zu "typisch deutsch" einfällt ?

oder doch eher "fortschritt als religion"?

vlt sollten sie sich in ihrer ketzerverfolgung doch etwas mäßigen, zumahl auch eine idiotische schreibweise sie nicht zum abholen von trockenaquadest autorisiert.

natürlich stellt sich die frage wass das massive ausbringen von in speziellen lebensräumen entstandenen mikroben in einem neuen lebensraum ein paar mutationen später bewirkt haben wird.

muss ja nicht zwangsläufig etwas schlimmes werden

nur durchdacht sollte es schon sein

aber ist ja alles ganz einfach;

gegen karnickel und ratten helfen katzen

kann jeder australier bestätigen

[Kay der Hai]

Aha, die "nichtchristlichen" Metalle wie Aluminium ...

[Karl]

@ Ökobauerbraut,

das Thema "Laugung" ist weder neu noch orginell.

Und es funktioniert auch schon "rein anorganisch" bei entsprechendem Fluideintrag in Oberflächengewässer. Das Gleichgewicht kippt halt zum nächsten Stabilitätsfeld....

Am Beispiel der Muna "Werk Tanne" in Clz wurde der Schwermetallaustrag zusammen mit den "Sprengstofftypischen Verbindungen" von Haas & Pfeiffer zwischen 2006-9 ausgiebig untersucht.

Nach meiner Kenntnis wollte aber niemand die mit einer speziellen Methode ermittelten Ergebnisse weiter verwenden.

Glück auf!

Karl

[Michael]

@Der Ingenieur: Wer lesen kann, ist klar im Vorteil. Der Professor ist nicht in Freiburg (i. Br.) sondern in Freiberg in Sachsen angesiedelt, vermutlich an der sehr rennomierten Bergakademie (ich habe es nicht nachgesehen), die nun wirklich nicht im Verdacht steht, eine grüne Hochburg zu sein.

[Johannes]

@DEr Ingenieur: Dem Ingenieur ist nichts zu schwör, nur das Lesen fällt ihm schwer. Der Professor ist diesmal nicht aus Heidelberg, auch nicht aus Freiburg, sondern FreibErg. Und wo das liegt, können Sie hoffentlich selbst googlen.

[chipundchap]

Hallo DER INGENIEUR, vor über 20 Jahren gab es ein Ereignis, dass hieß "Mauerfall", seither gibt es Bundesländer und Städte, die jetzt auch zu uns gehören, z.B. FreiBERG, "Freiberg ist eine Universitätsstadt, Große Kreisstadt und Bergstadt etwa in der Mitte des Freistaates SACHSEN zwischen Dresden und Chemnitz."

Und oh: da gibt es eine Technische Universität Bergakademie Freiberg. Freiberg ist auch nicht als Hochburg der Grünen bekannt.

[@ Der Ingenieur]

Bitte richtig lesen, siehe "... Institut für Technische Chemie an der TU Bergakademie Freiberg ...

Freiberg ist eine Stadt in Sachsen!

Richtiges Lesen bildet - manche konnen oder wollen nicht richtig lesen (können), aus welchen Gründen sei hier dahhingestellt.

[Bakterien]

@ grünlilie:

Ich kann mich nur dem Komantar vor Blaulilie anschließen.

Ich hoffe, dass ihr Beitrag Satire ist!

.

Falls Nein; Bitte lesen!

Zitat:

"Die Metallle sollen in der Erde bleiben, wieso müssen wir denn alles da raus holen?"

Ähm. Indium wird auch in grün-ökologischen Solarzellen eingesetzt.^^

Eine Indium-Knappheit wäre zwar nicht das Ende der Solarindustrie, aber es würde die Energiewende doch ausbremsen.

https://de.wikipedia.org/wiki/CIGS-Solarzelle

http://www.solarserver.de/solar-magazin/nachrichten/archiv-2012/2012/kw01/photovoltaik-produktion-us-energieministerium-warnt-vor-moeglicher-knappheit-der-rohstoffe-indium-und-tellur.html

Und auch sonst ist Indium ein sehr wichtiger Rohstoff, ohne welchen viele elektronische Geräte nicht existieren könnten.

Ohne Indium könnte man z.B. keine modernen Computerbildschirme bauen und müsste auf "traditionelle" Röhrenmonitore (Hoher Stromverbrauch, Röntgenstrahlen) umsteigen.

http://www.channelpartner.de/news/206914/

.

Zitat:

"Wer weiß, was das für Folgen haben wird, wenn man Bakterien in die Erde einführt? Die haben dort nichts zu suchen!!"

In dem Artikel steht klipp und klar (Zitat):

"Wir werden keine gentechnisch veränderten Bakterien in die Natur entlassen, sondern Wildtypen verwenden, die wir etwa auf Halden vorfinden."

( http://www.taz.de/Chemieprofessor-ueber-sanften-Bergbau/!115900/ )

Das heißt: Diese Bakterien existieren schon seit Jahrzehnten / Jahrhunderten / Jahrtausenden in der freien Natur und es ist bisher nix passiert.

Es gibt also keinerlei Hinweise, dass diese Metode gefährlich ist^^

.

Zitat:

"Bakterien, Chemie, in den Berg spülen, das klingt für mich verdächtig nach Fracking und eben doch nach Gentechnik. Ich hoffe sehr, dass die Grünen das verhindern."

Typisch deutsche Technik- und Wissenschaftsfeindlichkeit.

Da ist irgendetwas Komisches und Mysteriöses, was die normalen Bürger nicht verstehen. Und Das macht diese Leute kirre.

Dieses Verhalten ist menschlich, aber trotzdem echt nervig.

Es richtig und wichtig, dass man aktuelle Entwicklungen in der Wissenschaft auch kritisch hinterfragt.

Aber dann sollte man auch fachliche Ahnung vom Thema haben und auch eher auf seinen Verstand als auf seine Emotionen hören!

Was früher die Angst vor Hexen oder dem Teufel war, ist heute die Angst vor der Wissenschaft.

Der Kommentator Blaulilie hat ja die Sache mit dem Dihydrogenmonoxid erwähnt, welches beispielsweise auch in Kernkraftwerken, Straflagern, usw. genutzt wird.

Bitte schauen Sie sich das folgende Youtube-Video an:

http://www.youtube.com/watch?v=T995bBYC-0Y

"Dihydrogenmonoxid - Die unterschätzte Gefahr"

ACHTUNG:

Schaunen Sie sich dieses Video VOLLSTÄNDIG BIS ZUM SCHLUSS an!

Danke!

[Geowissenschaftler]

Das ist aber schön - die taz spielt Sommerbote. Nach dem langen Winter ist wohl schon der Hochsommer gekommen und bei der taz herrscht "saure-Gurken-Zeit"? Da wird dann ein Kollege aus Freiberg ausgegraben und im Stil von "SAT1-Galileo" über einen alten Hut berichtet.

Seit Jahrzehnten ist es in der Geochemie bekannt, dass mittels bakterieller Aktivität Erze, die in wässeriger Lösung beständig wenige Metallionen in Lösung gehen lassen, durch spezielle Bakterien katalysiert zu Verbindungen reagieren, die eine Konzentration des Metalls beinhalten. Im Rammelsberg bei Goslar ist dies ein ständiger Prozess und da im Innern die Grubenwässer sauer sind, führte das während des Bergbaus dazu, dass mittels Eisenschrott noch Kupfer aus den Grubenwässern gewonnen wurde. Nach Einstellung des Bergbaus im Jahre 1988 versuchte die damalige Preußag, heute TUI, durch bakterielle Laugung die Metallgewinnung noch aus den nicht abbauwürdigen Resterzkörpern fortzusetzen. Allein der Rohstoffpreis setzte dem ein Ende.

Bacterial leaching, so der Fachbegriff, ist natürlich eine interessante Art der Metallgewinnung, doch ist der Prozess sehr aufwändig. Er verlangt große Produktionsflächen, die entsprechend abgeschirmt gegenüber der Biosphäre sein müssen und wirkt nur dort, wo entsprechende Erzvorkommen vorhanden sind. In Deutschland wäre das nur in ganz wenigen Regionen interessant und vom Rohstoffpreis abhängig.

Allerdings eine Anwendung wird für die Zukunft wichtig werden. Durch die Rückgewinnung der Metalle im Elektronikschrott wird die Umwelt entlastet und der Raubbau auf bestimmte Minerale vermindert. Damit entfiele auch der Mülltourismus nach Afrika und es würden den Lungen der Kinder dort gut tun, wenn dieses sinnloses Herumkokeln mit Elektronikplatinen aufhörte. Das gilt auch für andere Schrottsorten, die Wertmetalle in geringer Konzentration enthalten.

Konzepte dazu gibt es natürlich auch schon seit der Wende 1990, aber das ist dem Buchhalter eines DAX-Unternehmens zu wenig gewinnträchtig.

Wenn der Artikel auf blumig-bilderbuchartige Beschreibung von Komplexbildungsreaktionen, die einen studierten Chemiker und Lehrer nur das Gesicht vor Schmerzen verziehen lassen, verzichtet hätte und auf die technischen Anwendungen, Folgen und weiteren Forschungsaufgaben verweisen würde - dann hätte das eine gute Information sein können. So ist nur pseudowissenschaftlicher Pipikram daraus entstanden.

[kritiker]

Die Kommentatoren machen sich lächerlich, wenn

sie die Wiedergewinnung von Rohstoffen aus biologischen

Systemen anzweifeln.

Dass biologische Systeme viel sparsamer mit

Energie umgehen und weitgehend autonom arbeiten

können, ist auch klar.

Natürlich werden diese interdisziplinär

erforschten Verfahren erfolgreich sein, weil

sie einfach unschlagbar billig sind und viel

teures Gerät und Personal/Verpflegung einsparen werden.

Bleibt zu hoffen das im Lernen ebenso Innovationen

erfolgen werden, um die BergarbeiterInnen, BergbaumaschinenentwicklerInnen usw. wieder für

neue Tätigkeitsfelder fitmachen zu können.

[Blaulilie]

Danke, Grünlilie, für diese wunderbare Satire.

Klang beinahe echt, diese Einstellung "Meinung statt Ahnung", diese simple Gleichsetzen von Bakterien und Chemie mit Gentechnik und Fracking.

Die Satire auf die primitive Ablehnung aller Wissenschaft, auf die Vereinfachung aller komplexer Themen, klang täuschend echt.

Was fehlte war natürlich der Hinweis auf den massiven Einsatz von Dihydrogenmonoxid (DHMO), das beispielsweise auch in Kernkraftwerken, Straflagern, Abtreibungskliniken und Tierversuchslaboren genutzt wird.

Auch ein bisschen mehr Selbstkritik wäre angebracht, schließlich besteht der Schreiber Grünlilie aus Atomen und enthält Gene.

[Der Ingenieur]

Ein Chemieprofessor aus Freiburg...

Der Burg der Grünen...

Alles Spinner dort!

Klar, auf dem Mond funktioniert das Verfahren auch, wenn die Grünen daran glauben möchten...

Die Bakterien machen es ja möglich...

Selten so gelacht!

[grünlilie]

Bakterien, Chemie, in den Berg spülen, das klingt für mich verdächtig nach Fracking und eben doch nach Gentechnik. Ich hoffe sehr, dass die Grünen das verhindern. Die Metallle sollen in der Erde bleiben, wieso müssen wir denn alles da raus holen? Müssen wir die Erde noch mehr ausbeuten? Wer weiß, was das für Folgen haben wird, wenn man Bakterien in die Erde einführt? Die haben dort nichts zu suchen!! Ich halte es lieber mit dem Kirchentagsmotto: So viel Du brauchst, und dazu gehören Iridium und so Zeug schon mal nicht!

[luris]

Nichts genaues weiss man nicht? Also das klingt alles sehr spekulativ.

[Ökobrauerbraut]

Wird schwer, da viel Metallionen die in den Erzgemischen vorkommen einen Einfluß auf das Bakterienwachstum haben (z.B. die Zink und Magnesium Konzentration auf den Transkriptionsprozess, mRNA-Stabilität, Zellatmung)...

Aber Hut ab vor dieser Spitzenforschung!

Eure

Ökobrauerbraut

P.s. Falls die Forschung hakt, einfach einen medizinischen Doktoranden ins Labor holen...Das Chaos das die verursachen ist so GIGANTISCH, das man in "Finde den Fehler" super trainiert wird ---> PNAS + JCI ;-)

[bismarckhering]

Ein PROFESSOR?

> Die Sauerstoffatome einer bestimmten Säure

> schlingen sich um Kalziumatome im Wasser.

> Das Kalzium wird dem Carbonat entzogen.

Selten so einen Unsinn gelesen.

Da "schlingt" nichts, die Säure ist wohl unbekannt und Kalzium ... ob da wohl Calcium (Ca) gemeint ist?

Ein Bericht, der garantiert frei von Lernwirkung ist.

Rückverdummung für alle?

b.

[Bakterien - Korrigierter Kommentar]

Zitat:

"Wir werden keine gentechnisch veränderten Bakterien in die Natur entlassen, sondern Wildtypen verwenden, die wir etwa auf Halden vorfinden."

Ja, Ja.

Als ob "gentechnisch veränderter" auch automatisch und bedingungslos "gefährlich" bedeuten würde.....

Aber wenn 53 Menschen an Nicht-gentechnisch veränderten EHEC-Keimen sterben, weil sie grün-ökologische Bio-Rohkost gegessen haben,...... Oder jemand wegen einer gentechnik-freien Apfelzüchtung eine gefährliche Allergie bekommt, interessiert Das niemanden.