Saint-Petersburgleicht bewölkt+5°C
$ЦБ:71,24ЦБ:82,73OPEC:83,54

Wo wird die Menschheit in Zukunft Mineralien gewinnen

красный шлам
© Ra Boe/Wikipedia

Könnten Industrieabfälle von einer Bedrohung für die Gesellschaft in ein zusätzliches Instrument für die soziale und wirtschaftliche Entwicklung umgewandelt werden?

Kohlebergbau, Nichteisen- und Eisenmetallurgie, chemische und agrochemische Anlagen sind nicht nur das Rückgrat der Wirtschaft eines jeden Industriestaates, einschließlich Russlands, sondern auch Industrien, die eine große Anzahl von Nebenprodukten erzeugen. Das Interessanteste daran ist, dass die große Mehrheit von ihnen echte "Goldberge" darstellen, die beim derzeitigen Stand der technologischen Entwicklung ohne Übertreibung diejenigen bereichern könnten, die ihre Entwicklung in Angriff nehmen.

Es handelt sich dabei nicht mehr um unausgeglichene Erze, wie sie in der Sowjetunion genannt wurden, oder um flüssige Abfälle, sondern um echte technogene Lagerstätten. So können beispielsweise Scandium und andere Seltenerdmetalle aus dem Rotschlamm (Bild oben) gewonnen werden, der bei der Verarbeitung von Bauxit entsteht. Und aus Phosphogips, einem der Nebenprodukte der Verarbeitung von Phosphatrohstoffen (Phosphatgestein und Apatit, die zur Herstellung von Düngemitteln verwendet werden), Kalziumkarbonat (Phosphomel) und Ammoniumsulfat.

Бричкин
© Форпост Северо-Запад

"Kalziumkarbonat kann z. B. zum Kalken des Bodens verwendet werden, wodurch der Ertrag gesteigert werden kann, was insbesondere für Regionen mit feuchtem Klima wie den Nordwesten Russlands von Bedeutung ist. Niederschläge erhöhen nämlich den Säuregehalt des Bodens, und Phosphomel bringt ihn auf den Normalwert. Auch bei der Herstellung von Stahl und Portlandzement ist es gefragt. Ammoniumsulfat ist ein mineralischer Stickstoffdünger, der sehr gefragt ist. Es ist sehr gut wasserlöslich, wird auch bei starkem Regen nicht ausgewaschen und, was am wichtigsten ist, hilft den Pflanzen, Temperaturschwankungen, Trockenheit oder umgekehrt hohe Luftfeuchtigkeit mit geringeren Verlusten zu überstehen", sagt Wjatscheslaw Britschkin, Leiter des Fachbereichs Metallurgie der Bergbauuniversität St. Petersburg (Professor Victor Sizyakov war der wissenschaftliche Betreuer der Arbeiten).

Jedes Jahr werden weltweit etwa 170 Millionen Tonnen Phosphorgips hergestellt. Ein Teil davon wird z. B. als Rekultivierungsmittel verwendet, um versalzene und gestörte landwirtschaftliche Flächen zu sanieren. Oder als Analogon für Sand beim Bau von Straßenbelägen. Es wird auch zur Herstellung einer Reihe von Bindemitteln, Gipsplatten und anderen Produkten verwendet.

Aufgrund der bestehenden Nachfrage kann jedoch nicht der gesamte produzierte Phosphorgips abgebaut werden, so dass er sich weiter anhäuft. Um dieses Problem zu lösen, beauftragt die Industrie Wissenschaftler auf der ganzen Welt mit der Durchführung wissenschaftlicher Experimente, um kosteneffiziente Möglichkeiten für die Erschließung dieser technogenen Lagerstätten und die Gewinnung nützlicher Komponenten aus ihnen zu finden.

фосагро
© www.phosagro.ru

In Russland wurde bereits 1929 mit der kommerziellen Erschließung von Apatitvorkommen begonnen, die aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften, die sie für die Herstellung von Düngemitteln geeignet machen, als "Stein der Fruchtbarkeit" bezeichnet wurden. Damals wurde die erste Tonne des wertvollen Rohstoffs in den Khibiny (dem größten Bergmassiv der Kola-Halbinsel) aus dem Boden gehoben. Damals dachte noch niemand an die Notwendigkeit der Abfallentsorgung, aber für den heutigen Nutzer des Untergrunds, PhosAgro, ist dies eine der vorrangigen Aufgaben.

"Wir haben die Bergbauuniversität St. Petersburg beauftragt, eine Technologie zur Umwandlung von Phosphorgips in kristalline Produkte - Ammoniumsulfat und Kalziumkarbonat - zu entwickeln. Unsere Wahl war nicht zufällig; die Zusammenarbeit mit dieser Universität ist ein strategischer Bereich für das Unternehmen. Das Entwicklungsprogramm der Gruppe bis 2025 ist dank dieser Partnerschaft entstanden. Darüber hinaus konnten wir dank der von den Wissenschaftlern der Bergbauuniversität vorgeschlagenen Innovationen moderne instrumentelle Methoden einführen, um die Sicherheit des Bergbaus zu gewährleisten und die Effizienz der Gewinnung von Apatit-Nephelin-Erzen zu erhöhen", erklärte Boris Levin, stellvertretender Stabschef des Vorstandsvorsitzenden von PhosAgro.

удобрения
© phosagro.ru

Das Forschungsteam, das an der Entwicklung eines Verfahrens zur Nutzung von Phosphorgips als Sekundärrohstoff beteiligt war, wollte eine Pilotanlage am Standort des Unternehmens in Cherepovets errichten. In dieser Anlage werden jährlich fast 4,5 Millionen Tonnen Düngemittel auf Phosphatbasis hergestellt. Der Technologieversuch war erfolgreich - alle theoretischen Schlussfolgerungen in Bezug auf die Aussichten, auf dem Markt gefragte Produkte zu erhalten, wurden in der Praxis bestätigt.

"Der Technologieversuch war ein Erfolg. Wir haben eine Pilotanlage gebaut, die kontinuierlich 50 kg Phosphorgips pro Stunde verarbeiten kann. Die Machbarkeit des Baus einer Anlage mit einer Kapazität von bis zu 500 Tausend Tonnen pro Jahr war somit aus wissenschaftlicher Sicht voll gerechtfertigt. Das Verfahren wurde in einer Pilotanlage mit Modellierung jeder technologischen Stufe und der Möglichkeit einer späteren Vergrößerung ausgearbeitet", so Wjatscheslaw Britschkin.

Calciumcarbonat und Ammoniumsulfat werden durch Behandlung von Phosphorgips mit Ammoniak oder dessen Verbindungen und Kohlendioxid hergestellt. Mit anderen Worten: Dieses Verfahren reduziert auch die CO2-Emissionen. Und Russland ist nach offiziellen Angaben der viertgrößte Kohlendioxid-Emittent der Welt, und es ist ein sehr wichtiges Ziel, auch dies zu reduzieren.

Левин
© Форпост Северо-Запад

"Gemeinsam mit Wissenschaftlern der University of Mines haben wir in der Praxis die physikalischen und chemischen Parameter jeder Stufe der Technologie untersucht und Konstruktionsunterlagen für nicht standardisierte Anlagentypen entwickelt. Wir haben hohe technologische Umwandlungsraten von Phosphorgips (zu 90 % - Anm. d. Red.) in die Zielprodukte bestätigt. Die von uns durchgeführten Arbeiten sind eine notwendige Grundlage für die Ausweitung der Nutzung dieses Nebenprodukts neben den bewährten Anwendungsbereichen. Ich meine den Straßenbau, die Zementproduktion und so weiter", fasst Boris Levin zusammen.

Heute setzt die Universität St. Petersburg die wissenschaftliche Forschung zur Nutzung von Phosphorgips fort. Insbesondere wird die Möglichkeit untersucht, daraus die Seltenerdmetalle der Leichtgruppe zu gewinnen, deren Gehalt zwischen 0,5 und 1 % liegt.