Wertstoffe aus Hüttenhalden reduzieren Rohstoffimporte - scinexx | Das Wissensmagazin
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Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

Wertstoffe aus Hüttenhalden reduzieren Rohstoffimporte

Hüttenhalden bergen wichtige Rohstoffe wie Metalle und Mineralien, die oft noch ungenutzt sind. Der Grund: Es fehlen umfassende Daten über die genauen Wertstoffpotenziale der Halden. Um diese Lücken zu schließen, koordiniert Fraunhofer UMSICHT das Forschungsprojekt »REStrateGIS«. Ziel ist es, ein multiskalares Ressourcenkatasters für Hüttenhalden zu entwickeln.

Deutschland ist in hohem Maße von Rohstoffimporten insbesondere für Hochtechnologieprodukte abhängig. Dabei gibt es noch viele nicht genutzte anthropogene Lagerstätten für Metalle und Mineralien. Hierzu gehören Hüttenhalden für Reststoffe wie Stäube, Schlämme, nicht verwertete Schlacken und anderen Hüttenschutt aus der Roheisen- und Stahlerzeugung. Diese werden viel zu selten genutzt, weil erstens Datengrundlagen über die konkret enthaltenen Wertstoffpotenziale fehlen. Zweitens sind neue Konzepte zur Rückgewinnung der Wertstoffe notwendig. Hier setzt das Verbundprojekt »REStrateGIS«, gefördert im BMBF-Programm »r³: Innovative Technologien für Ressourceneffizienz – Strategische Metalle und Mineralien«, an.

Die Arbeiten werden über drei Jahre in einem inter- und transdisziplinären Ansatz von vier Partnern (Universität Halle-Wittenberg, EFTAS GmbH, FEhS e.V. und UMSICHT) durchgeführt und von einem Project Advisory Board (PAB) – bestehend aus Vertretern von Industrie, Politik, Wissenschaft und Verbänden – begleitet.

Halden mittels Fernerkundungsdaten detektieren

Um die Datenlücken über Wertstoffpotenziale in Halden durch das multiskalare Kataster zu schließen, sichtet das Team Archivdaten, wendet Methoden der Fernerkundung und innovative Labormethoden prototypisch an. Außerdem werden basierend auf chemischen und pyrometallurgischen Laborversuchen Konzepte zur Rückgewinnung von Wertstoffen entwickelt, die dann in Kombination mit einer Hemmnisanalyse in Verwertungsstrategien einfließen.

Das multiskalare Kataster bildet drei räumliche Ebenen ab. Die räumliche und inhaltliche Auflösung und Detailtiefe steigt von Ebene zu Ebene. Die oberste Ebene umfasst die Konzeption und Entwicklung eines deutschlandweiten Übersichtskatasters, das online zur Verfügung gestellt wird. In dem Kataster werden Daten aus unterschiedlichen Quellen über existierende Halden in Deutschland überblicksartig dargestellt. Das Kataster besitzt eine räumliche Komponente – die Halden werden als Objekte in einer interaktiven Kartenanwendung präsentiert.

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Neue Verfahren zur Wertstoffrückgewinnung

Neben der Recherche in behördlichen Archiven zählt auch die Fernerkundung zum Mittel der Wahl. Hier wird, angewendet in zwei Testregionen, eine Methodik entwickelt, um Halden mittels Fernerkundungsdaten zu detektieren. Auf der zweiten Ebene wird die Auflösung erhöht. In einer Region mit hoher Haldendichte werden Informationen zur Lage, Größe und Herkunftsbereiche der abgelagerten Materialen in einem Geoinformationssystem (GIS) modelliert. Die dritte Ebene mit der höchsten räumlichen Auflösung beschreibt einen Haldenkörper im Detail. Hierzu wird in einem GIS ein dreidimensionales Abbild der Halde erstellt.

Weiterhin untersuchen die Forscher das abgelagerte Material der Halde. Zu diesen Untersuchungen gehören neben Laboranalysen auch Methoden der terrestrischen Reflexionsspektrometrie. Abgerundet werden die Untersuchungen durch eine flugzeuggestützte Hyperspektralbefliegung. Die Ergebnisse der Untersuchungen und Befliegung werden mit dem 3D-Modell der Halde im GIS verknüpft. Die erfassten Daten und abgeleiteten Informationen stellen die Grundlage für die Entwicklung von Verfahren zur Wertstoffrückgewinnung dar.

(Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT, 28.03.2013 – KBE)

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