Philipp Büttner*, Dr. Jonathan Engelhardt*
* Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie, Chemnitzer Straße 40, 09599 Freiberg,
Neue Wege zur Behandlung von Bergbauabfällen
In den letzten zehn Jahren haben sich mehrere nationale und europäische Förderprogramme mit dem Ressourcenpotenzial von Bergbauabfällen (Grobabraum, Tailings und Schlacken) befasst und sich auf die Erschließung neuer Quellen kritischer Rohstoffe konzentriert, die von der Europäischen Kommission als äußerst wichtig eingestuft wurden Europäische Hightech-Industrie [1]. Sie basieren auf der europäischen und nationalen Ressourcenstrategie [2]. Ein solches Programm in Deutschland war „r3 – Strategische Metalle und Mineralien – Innovative Technologien für Ressourceneffizienz“, gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), das 2012 gestartet wurde. Ziel war es, die Versorgung mit Metallen und Mineralien zu sichern von strategischer Bedeutung für die deutsche Wirtschaft und zur Förderung von Projekten in den Bereichen Recycling, Substitution und Reduzierung des Ressourcenverbrauchs, Urban Mining und Methoden zur Ressourceneffizienzbewertung.
Im Rahmen des Programms hat das Freiberger Helmholtz-Institut für Ressourcentechnologie (HIF) mit Partnern wie der TU Bergakademie Freiberg (TUBAF) oder dem Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (UMSICHT) an verschiedenen Projekten zur Charakterisierung des Bergbaus gearbeitet Abfall und Gewinnung von Rohstoffen.
Das Freiberger Helmholtz-Institut für Ressourcentechnologie verfolgt das Ziel, innovative Technologien für die Wirtschaft zu entwickeln, um mineralische und metallische Rohstoffe effizienter zu entsorgen, zu nutzen und umweltschonend zu recyceln. HIF wurde 2011 von der Bundesregierung im Rahmen der nationalen Rohstoffstrategie gegründet. Es ist Teil des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf und eng mit der TU Bergakademie Freiberg verbunden. HIF ist eines der Hauptmitglieder des europäischen EIT RawMaterials Netzwerks und war maßgeblich an dessen Gründung beteiligt.
Doch nicht nur das Potenzial wertvoller Metalle in Bergbauabfällen ist heute von politischem und öffentlichem Interesse. Nach katastrophalen Dammbrüchen auf brasilianischen Bergbaudeponien, beispielsweise bei der Mine Corrego do Feijão in Brumadinho (VALE) in Brasilien im Jahr 2019, ist der soziale Druck auf die Bergbauindustrie, Deponiebesitzer oder -manager (beispielsweise Bundesländer) und die Politik gestiegen, reduzieren diese Risiken. Mit dem neuen Global Industrial Standard on Tailings Management wurde eine neue Reihe von Standards entwickelt, um solche Unfälle in Zukunft zu vermeiden. Der International Council on Mining and Metals (ICMM), das Umweltprogramm der Vereinten Nationen (UNEP) und die Principles for Responsible Investment (PRI) arbeiten zusammen, um die weltweit besten Praktiken für Bergbauabfälle zu etablieren. Sie haben gemeinsam eine globale Überprüfung von Bergbauabfällen gefordert, um einen internationalen Standard zu etablieren. [3] Seine Umweltrisiken und gleichzeitig sein hohes Potenzial als Quelle kritischer Rohstoffe und wertvoller Metalle machen Bergbauabfallprojekte komplex. Es besteht weltweit ein Bedarf an neuen Lösungsansätzen, die aus unterschiedlichen Perspektiven mit ganzheitlichen und nachhaltigen Ansätzen entwickelt werden und ökologische, technische, soziale und ökonomische Aspekte berücksichtigen. Aus diesem Grund hat das Helmholtz-Institut in Freiberg die Allianz Recomine gegründet und koordiniert. Das überwiegend regionale Netzwerk (Erzgebirge) entwickelt auf Basis vorhandener Fachkenntnisse in der Region innovative und ganzheitliche Lösungen für Bergbauabfälle und wird vom BMBF WIR! (Veränderung durch Innovation in der Region).
recomine - Entwicklung des Konzeptes ressourcenorientierter Umwelttechnologien im Erzgebirge
Für die Zukunft gilt es, neue ganzheitliche Konzepte für Bergbauabfälle zu entwickeln, die sowohl soziale, technische als auch mineralogische Aspekte berücksichtigen und Ressourcentechnologie, Umwelttechnologie und Digitalisierung verbinden. Soziale Werte müssen in nachhaltige technische Lösungen für den modernen Bergbau integriert werden, die die negativen Auswirkungen des Bergbaus (und seiner Abfälle) minimieren.
Zu diesem Zweck hat das Freiberger Helmholtz-Institut die recomine-Allianz gegründet, die bereits seit 2 Jahren vom BMBF gefördert wird und dies auch in den nächsten 3 Jahren tun wird. Die recomine-Allianz hat die Vision, die bei auf regionaler Ebene im Bereich Umwelttechnologien zur Erschließung verstreuter Rohstoffquellen. Typische Altlasten, wie die Test- und Demonstrationsstandorte im Erzgebirge, sind Beispiele für Altlasten weltweit, die weltweit von Bedeutung sein können. Die Sanierung dieser Orte kann eine Sanierung durch Rückgewinnung der verbleibenden Rohstoffe refinanzieren. Aufbauend auf zahlreichen konkreten Aktivitäten vor Ort, wie zum Beispiel eigenfinanzierten Forschungsprogrammen und Tailings Challenges, besteht in der Bergbauindustrie weltweit ein wachsender Bedarf an ganzheitlichen Lösungen für bergbaukontaminierte Standorte. Nach der Veröffentlichung des neuen Industriestandards zum Abraummanagement im Jahr 2020 in London mit dem Ziel „Null Schaden“ haben viele Bergbauunternehmen konkrete Aktionspläne zur Reduzierung und Wiederverwertung ihres Abraums aufgestellt. Dies stellt ein großes Potenzial für die Region dar, die über viel Erfahrung in der Aufbereitung von Bergbauabfällen verfügt, und die Allianz empfiehlt daher, dieses Wissen wirtschaftlich weiterzuentwickeln und weltweit zu vermarkten. Die Vision der empfohlenen Allianz ist in Abbildung 1 dargestellt.
Die empfohlenen Projektthemen decken alle drei Arten von bergbaulichen Altlasten ab: Grob- und Waschhalden, Gruben- und Bergbauwässer sowie Schlacke und Asche, da diese Stoffströme weltweit die wichtigsten Altlasten des Bergbaus darstellen. Darüber hinaus werden gesellschaftliche Fragen mit direktem Bezug zum Thema angesprochen.
Abbildung 1: Die empfohlene Vision: Innovative Lösungen für global bedeutende Altlasten sollen in regionalen Entwicklungsstandorten entwickelt und unter realen Bedingungen getestet werden. Zukünftig sollen die Standorte auch Schulungs- und Begegnungsstätten sein, über die regional entwickelte Konzepte weltweit kommerzialisiert werden können (zB durch Demonstrationsanlagen).
Industrieunternehmen und Forschungseinrichtungen der Region verfügen neben umfassendem Fachwissen in der Ressourcen- und Umwelttechnik auch über ein hohes Know-how in der Sensor- und Automatisierungstechnik, um effiziente und zukunftssichere Technologien mit höchster Effizienz zu etablieren.
Die über Jahrhunderte gewachsene Bergbau- und Hüttengeschichte des Erzgebirges zeichnet die Region als idealen Modellort aus, um ressourcenorientierte Umwelttechnologien in Pilot- und Demonstrationsanlagen zu entwickeln und für den internationalen Markt weiterzuentwickeln. Dazu werden in der recomine-Allianz zunächst vier Entwicklungszentren etabliert:
(1) Schlammdeponie Davidschacht in Freiberg
(2) der Rote Graben in Tuttendorf (unten (1))
(3) Deponien I und II und der Grubenwasserstollen in Ehrenfriedersdorf
(4) die historische Stätte der Schmelzhütte Muldenhütten.
Zukünftig werden auch weitere Standorte für Technologieentwicklung, Ausbildung und Forschung genutzt, beispielsweise in Altenberg (IAA Bielatal), Bad Schlema (in Kooperation mit der Wismut GmbH) und Freiberg (neues Hütten-Technologiezentrum des HIF). Abbildung 2 zeigt die Themen, die an jedem empfohlenen Entwicklungsstandort eine Rolle spielen und durch spezifische Projekte angegangen werden. Weitere Informationen finden Sie unter www.recomine.de.
Abbildung 2: Empfohlene Entwicklungsstandorte und Arbeitsgebiete
Verweise
[1] Europäische Kommission, (2020): Critical Raw Materials Resilience: Charting a Path to more Security and Sustainability, MITTEILUNG DER KOMMISSION AN DAS EUROPÄISCHE PARLAMENT, DEN RAT, DEN EUROPÄISCHEN WIRTSCHAFTS- UND SOZIALAUSSCHUSS UND DEN AUSSCHUSS DER REGIONEN, https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:52020DC0474&from=EN
[2] Rohstoffstrategie der Bundesregierung, Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, 2010
[3] Website: https://globaltailingsreview.org/, 29.09.2020
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