CLIENT II Internationale Partnerschaften für nachhaltige Innovationen - FONA
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Ihre Ansprechpartnerin Titel der Fördermaßnahme
CLIENT II – Internationale Partnerschaften
Projektträger Jülich für nachhaltige Innovation
Anke Krüger
Laufzeit
Telefon: 030 20199-3455
2016–2023
E-Mail: an.krueger@fz-juelich.de
Internet
bmbf-client.de
Bildnachweis
©istockphoto.com/STEEX
bmbf.de
Internationale Partnerschaften für nachhaltige Innovationen
CLIENT II
CLIENT II - Internationale Partnerschaften
für nachhaltige Innovationen
Projektblätter der Forschungsprojekte
Themenfeld Rohstoffeffizienz und Kreislaufwirtschaft
ADRIANA – Fernerkundungsbasierte Detektion industrieller Wertstoffe in Bergbautailings; Mongolei 6
BestBioPLA - Vollständig bio-basierte PLA-Verbundwerkstoffe mit Langzeitbeständigkeit; Brasilien 8
BrineMine - Gewinnung von Wertstoffen und Trinkwasser aus Geothermalquellen in Chile 10
CaMona – Gewinnung Seltener Erden aus monazithaltigem Sekundärrohstoff der Großregion Catalão; Brasilien 12
LINOKAS – Koppelnutzung Öllein-Samen und Faserstroh; Kasachstan 14
MoCa – Entwicklung einer Produktionskette für Seltenerd-Elemente in Brasilien 16
ReCaLl -Katalysatoren aus Reststoffen für die Erdölraffinerie in Vietnam 18
REGINA – Globale Industrie der Seltenen Erden und neue Anwendungen in Brasilien 20
ReWoRK – Recycling von Wolfram aus Rückständen der Erzkonzentration in Brasilien 22
SAND! – Alternative Sandproduktion und Risikoreduzierung des Nassbaggerns in Vietnam 24
SecMinTec –Rückgewinnung von wirtschaftsstrategischen Elementen und Wertmetallen in Chile 26
SmartH2OEnergy – Hydroelektrisches Wasserkraftpotenzial von Rohstoffgewinnungsbetrieben; Peru 28
TRABBIO – Transformation brasilianischer Biorestmassen zu Stoff- und Energieträgern; Brasilien 30
Ansprechpartnerin:
BMBF-Referat Ressourcen, Kreislaufwirtschaft; Geoforschung, 53170 Bonn
Projektträger Jülich
Anke Krüger
Telefon: 030 20199-3455
E-Mail: an.krueger@fz-juelich.de
Themenfeld Wassermanagement
AquaViet – Masterplan Uferfiltration zur Trinkwasserversorgung in Vietnam 32
IntenKS – Intensivierte Klärschlammbehandlung unter Einsatz thermaler Verfahren; China 34
KEYS – Beiträge zur Umsetzung des Schwammstadt-Konzepts in China 36
PIRAT-Systems – Energie- und ressourceneffiziente Abwasserbehandlung in China 38
SIGN-2 – Deutsch-chinesische Zusammenarbeit für sauberes Trinkwasser; China 40
ViWaT – Integrierte Lösungen für eine nachhaltige Entwicklung im Mekong Delta; Vietnam 42
Ansprechpartner:
BMBF-Referat Ressourcen, Kreislaufwirtschaft; Geoforschung, 53170 Bonn
Projektträger Karlsruhe
Dr. Rüdiger Furrer
Telefon: 0721 608-23003
E-Mail: ruediger.furrer@kit.edu
Themenfeld Klimaschutz und Energieeffizienz
BiNiFe – Entwicklung einer Low-Cost bipolaren Ni-Fe-Batterie für die Energiespeicherung; Südafrika 44
CAMaRSEC – Klimaangepasste Materialforschung für den sozioökonomischen Kontext in Vietnam 46
SinoTrough – Parabolrinnen-Technologie für ein nachhaltiges Energiesystem in China 48
Ansprechpartner:
BMBF-Referat Globaler Wandel – Klima, Biodiversität, 53170 Bonn
Projektträger DLR
Roland Keil
Telefon: 0228 3821-1578
E-Mail: roland.keil@dlr.de
Themenfeld Anpassung an den Klimawandel
CLIMAFRI – Anpassungsstrategien zur Reduktion des Hochwasserrisikos in Togo und Benin 50
DECIDER – Strategien zur Minderung des Hochwasserrisikos Stadt-Land-Systemen; Vietnam 52
FarmImpact – Entwicklung nachhaltiger Wasser und Energielösungen für Farmen in Südafrika 54
INFRACOST – Anpassung systemischer Infrastrukturbauwerke aus Beton an Umweltrisiken; Ghana 56
KlimALEZ – Nachhaltige ländliche Entwicklung durch innovative Agrarversicherungsprodukte; Kasachstan, Kirgisistan,
Usbekistan 58
RAIN – Technologien in hochwasser- und dürregefährdeten Siedlungsräumen in Ghana 60
Ansprechpartner:
BMBF-Referat Globaler Wandel – Klima, Biodiversität, 53170 Bonn
Projektträger DLR
Roland Keil
Telefon: 0228 3821-1578
E-Mail: roland.keil@dlr.de
Themenfeld Landmanagement
DUB-GEM – Kartierung aus der Luft – radioaktive Kontaminationen in Zentralasien; Kirgisistan, Tadschikistan,
Usbekistan 62
KASHEMP – Gewinnung hochwertiger textiler Hanffasern in Südkasachstan; Kasachstan, Kirgisistan 64
Lin4Future – Planungsinstrumente für eine nachhaltige Forstwirtschaft China 66
Locust-Tec – Technologien für das Heuschrecken-Management in Kasachstan 68
Mercury-AMF – Phytoremediation kontaminierter Abbaustätten in Ghana und Burkina Faso; Burkina Faso, Ghana 70
ÖkoFlussPlan – Erhalt ausgewählter Ökosystemleistungen in den Flussauen Kirgisistans 72
ReKKs – Landwirtschaftliche Klimaanpassung in Trockensteppen Kasachstans und Südwestsibiriens; Kasachstan,
Russland 74
Ansprechpartner:
BMBF-Referat Globaler Wandel – Klima, Biodiversität, 53170 Bonn
Projektträger DLR
Roland Keil
Telefon: 0228 3821-1578
E-Mail: roland.keil@dlr.de
Themenfeld nachhaltige Energiesysteme
EnerSHelf – Energieversorgung für Gesundheitseinrichtungen in Ghana 76
LoSENS – Lokale nachhaltige Energiesysteme in Senegal 78
PROCEED – Nachhaltige Energieversorgung für entlegene Gebiete Namibias 80
YESPV-NIGBEN – PV-unterstützte Nahrungsmittelerzeugung und -trocknung in Nigeria-Benin 82
Ansprechpartner:
BMBF-Referat Energie, 53170 Bonn
Projektträger Jülich
Dr. Stefan Weitemeyer
Telefon: 02461 61-2798
E-Mail: s.weitemeyer@fz-juelich.de
Themenfeld Naturrisiken
CaTeNA – Klimatische und tektonische Naturrisiken in Zentralasien; Kirgisistan, Tadschikistan 84
DAMAST – Technologien für den sicheren und effizienten Betrieb von Wasserreservoiren; Georgien, Armenien 86
Inform@Risk – Stärkung der Resilienz informeller Siedlungen gegen Hangbewegungen; Kolumbien 88
MI-DAM – Beobachtung und Echtzeit-Risikobewertung von Wasserkraftwerken in Kirgisistan 90
RIESGOS – Multi-Risiko-Analyse und Informationssystemkomponenten für die Andenregion; Chile, Ecuador, Peru 92
TRANSPOND – Grenzüberschreitendes Umweltsystem für radioaktive Kontamination; Kirgisistan, Usbekistan 94
Ansprechpartnerin:
BMBF-Referat Ressourcen, Kreislaufwirtschaft; Geoforschung, 53170 Bonn
Projektträger Jülich
Dr. Susanne Fretzdorff
Telefon: 0381 20356-28
E-Mail: s.fretzdorff@fz-juelich.de
Stand
September 2019
ADRIANA – Fernerkundungsbasierte Detektion
industrieller Wertstoffe in Bergbautailings
CLIENT II – Internationale Partnerschaften für nachhaltige Innovationen
Der weltweite Bedarf an Rohstoffen steigt stetig, weshalb die Themen Recycling und die effiziente Nutzung von
werthaltigen Reststoffströmen immer wichtiger werden. Im deutsch-mongolischen Forschungsprojekt ADRIANA wird
innovative Technik zur Fernerkundung in Verbindung mit den Möglichkeiten der 3D-Lagerstättenmodellierung
eingesetzt, um die Wertstoffpotenziale einer Industriellen Absetzanlage nutzbar zu machen. Dabei handelt es sich um
eine Absetzanlage zur Ablagerungen von Rückständen aus der Kupfererzaufbereitung in Erdenet/Mongolei.
Erzaufbereitung aus Rückstoffen Rahmen von ADRIANA innovative Verfahren der luft-
Bei der Erzaufbereitung fallen Rückstände an, die üblicher- gestützten Fernerkundung angewandt und die Ergebnisse
weise in Form von Schlammteichen oder Haldenschüt- gemeinsam mit vorhandenen Daten und konventionellen
tungen abgelagert werden. Diese Ablagerungen bergen Erkundungsergebnissen in eine 3D-Ressourcenmodellierung
mitunter einen erheblichen Restgehalt an Wertstoffen. einfließen. Zudem wird eine Aufbereitungstechnologie
Eine wirtschaftliche Nutzung dieser Ablagerungen zur für abgelagerte Tailings entwickelt und erprobt. Insgesamt
Wertstoffgewinnung wird als möglich erachtet, ist jedoch wird die Erkundung optimiert – Einschätzungen zur Wirt-
aktuell nur in wenigen Ausnahmefällen etabliert. Um diese schaftlichkeit sind dann schneller möglich.
durchführen zu können, besteht die Notwendigkeit, den
Wertstoffgehalt der Ablagerung möglichst genau zu kennen. Innovative Methodik
So kann die wirtschaftliche Machbarkeit bewertet werden. Ein wesentliches Projektziel besteht zunächst in der
Erprobung moderner Fernerkundungstechnologien. Bei
der zu erprobenden Technik handelt es sich sowohl um
aktuellste hyperspektrale und hyperthermale Sensoren
als auch um neu entwickelte polarimetrische Hyperspek-
tralsensorik. Die Auswahl der Sensorik soll für vergleich-
bare Fragestellungen optimiert werden. Weiterhin soll
im Rahmen des Projektes ein optimierter Workflow zur
Prozessierung und Auswertung der erhobenen Daten
entwickelt werden.
Absetzanlage Erdenet mit den typischen feinsandigen Tailings. Die Ergebnisse der Fernerkundung sollen mit denen
konventioneller Erkundungsarbeiten kombiniert werden.
Zentraler Bestandteil des Projektes ADRIANA ist eine luft- Hierzu werden zusätzlich Bohrungen im Tailingskörper
gestützte Fernerkundung einer Absetzanlage von Tailings geteuft und Probenahmen zur chemischen und mineralo-
– Rückständen – aus der Kupfererzaufbereitung. Im gischen Analyse der Tailings durchgeführt. Auch das kon-
Projekt soll untersucht werden, welchen Beitrag innovative ventionelle Untersuchungsprogramm wird entsprechend
Methoden der Fernerkundung bei der Erkundung von den Charakteristika einer anthropogenen Tailingsablagerung
Wertstoffpotenzialen von Absetzanlagen und vergleich- optimiert. Die Kombination der Ergebnisse der Fern-
baren anthropogenen Ablagerungen leisten können und erkundung und konventionellen Erkundung erfolgt im
inwieweit diese Methoden die konventionellen Erkundungs Rahmen einer 3D-Ressourcenmodellierung. Die Vorgehens-
maßnahmen und die Erarbeitung von Lagerstättenmodellen weise hierzu wird im Rahmen des Projekts entwickelt.
ergänzen können. Zur Ermittlung des nutzbaren Wert-
stoffpotenzials von Tailingsablagerungen am Beispiel Parallel zur Erkundungsmethodik wird die nochmalige
der Tailingsanlage im mongolischen Erdenet sollen im Aufbereitung der abgelagerten Tailings erprobt. Im
Labormaßstab soll untersucht werden, ob eine Kupfer-
gewinnung mittels erneuter Aufbereitung mit optimierten Fördermaßnahme
CLIENT II – Internationale Partnerschaften für nachhaltige
Verfahren technisch möglich ist. Das erarbeitete Lagerstätten-
Innovationen
modell soll zur Ermittlung der Menge und Qualität geeig-
neter Tailingsvarietäten herangezogen werden. Damit Projekttitel
werden auch Aussagen zur Wirtschaftlichkeit möglich. ADRIANA – Fernerkundungsbasierte Detektion industrieller
Wertstoffe in Bergbautailings
Laufzeit
01.04.2019–31.03.2022
Förderkennzeichen
033R213A-D
Fördervolumen des Verbundes
1.110.000 Euro
Kontakt
Dr. René Kahnt
G.E.O.S. Ingenieurgesellschaft mbH
Beispiel einer Karte der Oberflächenmineralisation als Ergebnis der Erkundung
mit Hyperspektralsensoren. Schwarze Kiefern 2
09633 Halsbrücke
Telefon: 03731 369-407
Internationale Partnerschaft E-Mail: r.kahnt@geosfreiberg.de
Das Projekt wird von der G.E.O.S. Ingenieurgesellschaft ko-
ordiniert. Am Projekt sind mit der Martin-Luther-Universi- Projektpartner
tät eine deutsche Universität, mit dem German-Mongolian Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg; Dimap-Spectral
GmbH; CBM Gesellschaft für Consulting, Business und
Institute for Resources and Technology (GMIT) eine mon-
Management mbH; GMIT – Deutsch-Mongolische Hoch-
golische Universität, mit der Erdenet Mining Company (EMC)
schule für Rohstoffe und Technologie; Erdenet Mining
ein mongolischer Bergbaubetrieb mit einer mongolischen Corporation; Erdenet Institut of Technology
Lehr- und Forschungseinrichtung (EiT Institute of Tech-
nology named after Sh.Otgonbileg) beteiligt und mit der Internet
CBM Gesellschaft für Consulting, Business und Manage- bmbf-client.de
ment mbH und der Dimap-Spectral GmbH zwei weitere
Herausgeber
deutsche mittelständische Ingenieurunternehmen. Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Referat Ressourcen, Kreislaufwirtschaft; Geoforschung
Das Projekt ist in Arbeitspakete unterteilt, wobei jedes von 53170 Bonn
einem Projektpartner geleitet wird. Die Arbeitsschwer-
Redaktion und Gestaltung
punkte sind wie folgt verteilt:
Projektträger Jülich (PtJ), Forschungszentrum Jülich GmbH;
• G.E.O.S. Ingeniergesellschaft mbH: Projektkoordination,
adelphi research gGmbH
Datenrecherche, Ressourcenmodellierung
• Martin-Luther Universität Halle-Wittenberg: Opti- Bildnachweise
mierung Fernerkundung, Datenprozessierung und S. 1: G.E.O.S. GmbH
-auswertung S. 2: Dimap-Spectral GmbH
• Dimap-Spectral GmbH,: Vorbereitung und Durch-
Stand
führung der Befliegung, Datenprozessierung Juli 2019
• GMIT: Aufbereitungstechnologie
• EMC Erdenet Mining Company: Bereitstellung von
Daten, Bohrarbeiten, Aufbereitungstechnologie
• EiT: Datenbereitstellung, Aufbereitungstechnologie
• CBM: Untersuchungen zur Wirtschaftlichkeit, Umwelt-
und Sicherheitsaspekte
bmbf.de
BestBioPLA – Vollständig bio-basierte
PLA-Verbundwerkstoffe mit Langzeitbeständigkeit
CLIENT II – Internationale Partnerschaften für nachhaltige Innovationen
Die Automobilindustrie ist als wichtiger Industriezweig in Deutschland und Brasilien aufgefordert, ihre Klimabilanz
zu verbessern. Ökoeffiziente Faserverbundkunststoffe (FVK) bieten mit einer verbesserten CO2- und Energiebilanz
eine Alternative im Leichtbau. Das Projekt BestBioPLA hat zum Ziel, mit lokal angebauten Ressourcen aus Europa
und Südamerika neue polymere Matrixsysteme zur Herstellung naturfaserverstärkter Kunststoffe zu entwickeln.
Verwendet werden dabei Polylactide (PLA) und regionale Fettsäuren wie Lein- und Sojaöl sowie Sisal- und Flachs-
fasern. Neben der positiven ökologischen Wirkung wird so die Wertschöpfung in beiden Ländern erhöht.
Die CO2-Einsparungen durch Leichtbau werden im Projekt BestBioPLA nachwachsende Rohstoffe
Der Klimawandel stellt die Automobilindustrie als einen aus den Zielregionen Brasilien und Deutschland zum Ein-
der wichtigsten Industriezweige in Deutschland und satz kommen.
Brasilien vor die Herausforderung, Treibstoffeinsparungen
und die Reduktion von CO2-Emissionen durch nachhal-
tigen Leichtbau zu erreichen. Konventionelle FVK basieren
jedoch auf fossilen Ressourcen und stellen aufgrund ihrer
Energie- und CO2-Bilanz während der Produktion und
fehlender Recyclingkonzepte bei der Entsorgung keine
nachhaltigen Werkstoffe dar. Pflanzenfasern wie Flachs
haben sich aufgrund ihrer spezifischen Eigenschaften in
Kombination mit konventionellen Thermoplasten vor
allem im Automobilinterieur in der Serienproduktion
etabliert. Im Gegensatz dazu konnten sich bio-basierte Beispiel eines Automobilinerierubauteils.
Polymere wie z. B. maisstärkebasiertes Polylactid (PLA)
bisher nicht durchsetzen, da die Materialkosten und Für den Zugang zu vollständig bio-basierten Verbund-
-eigenschaften im Vergleich zu konventionellen Polymer- werkstoffen, die beständig und gleichzeitig biologisch
systemen nicht den in der Automobilindustrie herr- abbaubar sind, werden Forschungsarbeiten im Bereich
schenden Anforderungen entsprechen. Es besteht daher der Polymerchemie (IFAM), der Naturfasern (Fraunhofer
zwingender Forschungsbedarf nach ökoeffizienten IFAM, Sisalgomes), der Fertigungsverfahren (Fraunhofer
Werkstoffen, die in Bezug auf das Recycling sowie die IFAM, Invent GmbH) und Materialcharakterisierung
CO2- und Energiebilanz großserientauglich und nach- (Fraunhofer IFAM, UFPB, UFCG) durchgeführt.
haltig sind.
Für die Polymerentwicklung werden PLA und die regio-
Ökoeffiziente Werkstoffe nalen Pflanzenöle zu Grunde gelegt. Der chemische Ansatz
Das Projekt BestBioPLA hat zum Ziel, alternative Polymere zielt darauf ab, teilweise vernetzte Polymersysteme zu
zur Herstellung nachhaltiger naturfaserverstärkter Kunst- generieren, die die gewünschten Materialeigenschaften
stoffe für den Einsatz im Automobilbereich zu entwickeln. hervorbringen werden. Flachs aus Europa und Sisal aus
Diese Leichtbauwerkstoffe sollen sich einerseits durch Brasilien werden als Verstärkungsfasern zum Einsatz
Beständigkeit im Laufe des Lebenszyklus auszeichnen und kommen, die hohe spezifische Festigkeiten und Steifig-
andererseits ein Recycling durch biologische Abbaubarkeit keiten aufweisen. Die eingesetzten Rohstoffe, Zwischen-
ermöglichen. PLA und Pflanzenöle sollen die Basis für die produkte und gefertigten Verbundwerkstoffe werden
nachhaltigen Polymere als Matrixsystem für naturfaser- materialwissenschaftlich charakterisiert und mit der
basierte FVK bilden. Mit dem Ziel, die Ökoeffizienz zu biologischen Abbaubarkeit korreliert (UFCG, UFPB,
verbessern und neue Wertschöpfungsketten aufzuzeigen, Fraunhofer IFAM).
Die Nachhaltigkeit und die wirtschaftliche Tragfähigkeit der
Entwicklungen werden durch entsprechendes Life-Cycle- Fördermaßnahme
CLIENT II – Internationale Partnerschaften für nachhaltige
Assessment und durch eine technologisch-ökonomische
Innovationen
Evaluierung sichergestellt. Die vielversprechendsten Werk-
stoffzusammensetzungen werden für die Auslegung und Projekttitel
Erstellung eines Demonstrator-Bauteils aus dem Interieur- Biodegradierbarkeit – vollständig bio-basierte
bereich des Automobils verwendet. Am Ende des Projekts PLA-Verbundwerkstoffe mit Langzeitbeständigkeit
BestBioPLA sollen neue polymere Matrixsysteme für
Laufzeit
naturfaserverstärkte Kunststoffe zur Verfügung stehen,
01.02.2019–31.01.2022
mit denen im Anschluss an die Projektlaufzeit gemeinsam
mit den Industriepartnern vermarktungsreife Produkte Förderkennzeichen
entwickelt werden können. 033R209A-B
Fördervolumen des Verbundes
1.001.779 Euro
Kontakt
Dr. Katharina Haag
Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und
Angewandte Materialforschung IFAM
Wiener Straße 12
28359 Bremen
Telefon: 0421 2246-7643
E-Mail: katharina.haag@ifam.fraunhofer.de
Projektpartner
INVENT GmbH; Universidade Federal da Paraíba;
Universidade Federal da Campina Grande; SisalGomes LTDA
Internet
bmbf-client.de
Verwendete Rohstoffe: Lactid, Pflanzenöl und Naturfasern sowie eine
Zwischenstufe der Polymersynthese im Reaktionskolben. Herausgeber
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Referat Ressourcen, Kreislaufwirtschaft; Geoforschung
Lokale Wertschöpfung und Akzeptanz stärken 53170 Bonn
Der Ansatz des BestBioPLA-Projekts, lokal angebaute
Ressourcen wertschöpfend zu verwenden, trägt zu einer Redaktion und Gestaltung
nachhaltigen Entwicklung der jeweiligen Zielregion bei. Projektträger Jülich (PtJ), Forschungszentrum Jülich GmbH;
adelphi research gGmbH
Brasilianische und deutsche Unternehmen entlang der
gesamten Prozesskette, vom landwirtschaftlichen Anbau
Bildnachweis
der Rohstoffe bis hin zum industriellen Einsatz, können Fraunhofer IFAM
durch die Projektergebnisse Produktlinien aufbauen und
daraus Wertschöpfung erzielen. Stand
Juli 2019
Neben ökonomischen Aspekten ist zu erwarten, dass
die neuartigen FVK den ökologischen Einfluss sowohl
während der Produktion als auch bei der Entsorgung am
Ende des Produktlebens reduzieren, was zu einer höheren
Akzeptanz dieser Werkstoffklasse auf dem Markt und in
der Gesellschaft führen kann.
bmbf.de
BrineMine – Gewinnung von Wertstoffen und
Trinkwasser aus Geothermalquellen in Chile
CLIENT II – Internationale Partnerschaften für nachhaltige Innovationen
Chile ist weltweit eines der Länder mit den umfangreichsten Geothermie-Ressourcen und einem damit verbundenen
Potenzial zur Nutzung von Geothermalquellen zur Stromerzeugung oder zur Wärmenutzung. Zugleich ist es eines der
trockensten Länder der Erde. Neben der energetischen Nutzung durch Geothermie-Kraftwerke bieten die in Geothermal
quellen zutage geförderten Solen häufig auch ein sehr umfangreiches Angebot an verwertbaren Mineralien wie
Lithium, Magnesium oder Kalium. Das deutsch-chilenische Projekt BrineMine verfolgt das Ziel, diese geothermalen
Solen mittels eines innovativen Verfahrens für die Gewinnung von Wertstoffen und Trinkwasser nutzbar zu machen.
Mineralien- und Frischwassergewinnung detaillierten Aufschluss über Mineraliengehalte verschie
Die Nutzung der sehr limitierten Frischwasserressourcen dener Quellen und deren Werthaltigkeit geben, wodurch
im Norden Chiles stellt ein sehr großes Konfliktpotenzial eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung des neuen Verfahrens
zwischen der indigenen Bevölkerung und vor allem möglich wird.
der Bergbauindustrie dar. Die in Chiles umfangreichen
Geothermalquellen anfallenden Solen könnten neben Verfahrensentwicklung und erste Umsetzung
ihrer Nutzung als Energiequellen auch zur Frischwasser Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines mehrstufigen
gewinnung verwendet werden, was einen Beitrag zur Verfahrens zur Mineralgewinnung aus geothermalen
Entschärfung der zunehmenden Konflikte leisten könnte. Solen, welches aus einer Vorbehandlungsstufe, einer Um
Außerdem enthalten diese Solen häufig verwertbare Wert kehrosmose und einer Membrandestillationsstufe besteht.
stoffe. Die Extraktion von Mineralien wie z. B. Lithium, Der innovative Ansatz liegt dabei vor allem im Einsatz der
Magnesium, Kalium, Bor oder Gold aus geothermalen Membrandestillation als thermisches Trennverfahren, das
Solen ist prozesstechnisch nicht einfach, aber durchaus sich für den Einsatz bei sehr hohen Salzkonzentrationen
möglich. In Zukunft ist dies auch unter entsprechenden eignet. Der thermische Energiebedarf kann dabei unmittel
Voraussetzungen wirtschaftlich sinnvoll umsetzbar. bar aus der Geothermie gedeckt werden.
Dabei wird zunächst Wärme aus der geothermalen Sole
ausgekoppelt. Das so abgekühlte und noch relativ schwach
konzentrierte Fluid wird anschließend einer Umkehr
osmose zugeführt, bei der eine Vorkonzentration statt
findet. Gleichzeitig wird hier bereits ein wesentlicher Teil
des Frischwassers gewonnen. Das Konzentrat der Umkehr
osmose wird dann der Membrandestillation zur weiteren
Aufkonzentration bis in den Bereich der Sättigung zuge
führt. Im weiteren Verlauf werden Verfahren zur selektiven
Feststoffabtrennung untersucht.
Geothermiekraftwerk in Soulz.
Das Projekt gliedert sich inhaltlich in drei Phasen: In der
Ziel von BrineMine ist daher die Entwicklung und ersten Phase werden Voruntersuchungen im Feld und
Erprobung eines mehrstufigen Verfahrens, mit dem geo Labor vorgenommen. Dazu zählen die Probennahme und
thermale Solen so weit aufkonzentriert werden können, Analyse verschiedener geothermaler Solen sowie Versuche
dass Mineralien selektiv abgetrennt und Frischwasser im Labor mit künstlichen und realen Solen zur Unter
gewonnen werden kann. Die meisten Geothermalquellen suchung des thermischen und konzentrationsinduzierten
in Chile sind bisher nur auf ihre wesentlichsten Elemente Scalings. In der zweiten Phase wird eine Demonstrations
hin charakterisiert. Weitere Explorationen sollen deshalb anlage entwickelt und gebaut. Dafür werden potenzielleDemonstrationsstandorte exploriert sowie das Engineering
der Demonstrationsanlageneinbindung durchgeführt. Fördermaßnahme
CLIENT II – Internationale Partnerschaften für nachhaltige
Außerdem wird die prozesstechnische Auslegung des
Innovationen
Demonstrationssystems durchgeführt und schließlich
die Demonstrationsanlage konstruiert und gebaut. In der Projekttitel
dritten Phase wird die Demonstrationsanlage zunächst BrineMine – Gewinnung von Wertstoffen und Trinkwasser
in Santiago in einem Technikum in Betrieb genommen. aus Geothermalquellen in Chile
Anschließend wird diese an den Demonstrationsstandort
Laufzeit
überführt und dort betrieben. Die Betriebsergebnisse
01.03.2019–28.02.2022
werden analysiert und ausgewertet.
Förderkennzeichen
Über alle drei Projektphasen hinweg werden anhand der 033R190A-E
Soleanalysen, aktueller und perspektivischer Rohstoffpreise
Fördervolumen des Verbundes
sowie geplanter Investitions und Betriebskosten der
1.492.714 Euro
Gewinnungsanlagen Modelle für die Kommerzialisierung
entwickelt. Kontakt
Dr.-Ing. Joachim Koschikowski
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme
Heidenhofstraße 2
79110 Freiburg im Breisgau
Telefon: 0761 4588-5294
E-Mail: joachim.koschikowski@ise.fraunhofer.de
Projektpartner
Karlsruher Institut für Technologie; SolarSpring GmbH;
Geothermie Neubrandenburg GmbH; GTN Latin America;
Fraunhofer CSET; Exzellenzcenter für die Geothermie der
Anden der Universität; Transmark
Voruntersuchungen zur Aufkonzentration von geothermalen Solen mit einer Internet
Membrandestillations-Testzelle. bmbf-client.de
Herausgeber
Umsetzbarkeit und Wirtschaftlichkeitsanalyse
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Das Projekt BrineMine soll zwei wesentliche Erkenntnisse Referat Ressourcen, Kreislaufwirtschaft; Geoforschung
liefern: Zum einen soll die technische Umsetzbarkeit des 53170 Bonn
neu entwickelten Prozesses erprobt, demonstriert und
bewertet werden. Zum anderen soll geklärt werden, ob Redaktion und Gestaltung
Projektträger Jülich (PtJ), Forschungszentrum Jülich GmbH;
und unter welchen technischen und wirtschaftlichen
adelphi research gGmbH
Randbedingungen die Gewinnung von Mineralien aus
Geothermalquellen sinnvoll sein kann und in welchem Bildnachweise
Maße sie zukünftig den konventionellen Bergbau ergänzen S. 1: Thomas Kohl, KIT
könnte. Eine wichtige Rolle kann hierbei auch die Frisch S. 2: Fraunhofer ISE
wassergewinnung spielen. Weiterhin soll das Projekt die
Stand
interdisziplinäre und internationale Zusammenarbeit
Juli 2019
zwischen deutschen und chilenischen Geohydrologen,
Verfahrenstechnikern, GeothermieUnternehmen und
Anlagenbauern initiieren sowie die Basis für eine lang
fristige Kooperation bilden. Nach 18 Monaten soll ein
IndustrieWorkshop erste Ergebnisse aufzeigen und somit
das Interesse der Industrie an der BrineMineTechnologie
fördern.
bmbf.deCaMona – Gewinnung Seltener Erden aus monazit
haltigem Sekundärrohstoff der Großregion Catalão
CLIENT II – Internationale Partnerschaften für nachhaltige Innovationen
Die konventionelle Gewinnung Seltener Erden geht oft mit erheblichen Umweltauswirkungen durch den Bergbau
einher. Eine potenziell nachhaltige und ökonomisch interessante alternative Quelle Seltener Erden stellen Sekundär-
rohstoffe dar. Das deutsch-brasilianische Projekt CaMona will anhand von Rückständen aus der Phosphatdüngemittel
produktion in der Großregion Catalão eine industrielle Gewinnung von Seltenen Erden aus sekundären Rohstoffen
aufbauen.
Gewinnung Seltener Erden aus Abfallgipsen Anreicherungsprozesse, wodurch ein Monazitkonzentrat
Der mit der konventionellen Gewinnung von Seltenen hergestellt werden kann, das reich an Seltenen Erden ist.
Erden verbundene Bergbau verursacht vielerorts erhebliche Bereits im Vorfeld des Projekts ist es gelungen, sowohl
Umweltschäden. Die Gewinnung von Seltenen Erden aus ein hochwertiges Monazitkonzentrat mit einem geringen
Abfallprodukten anderer Industrien stellt eine umwelt Anteil von Verunreinigungen herzustellen, als auch erste
freundlichere Alternative dar und bietet zugleich einen chemische, hydrometallurgische Laugungsversuche
Kostenvorteil in der Produktion. In der Phosphatdünge erfolgreich durchzuführen. Diese Verfahren werden
mittelproduktion in der brasilianischen Großregion Catalão nun im CaMona-Projekt weiterentwickelt und optimiert.
fallen in großem Maßstab mineralische Abfallprodukte
an, welche bisher nicht als Sekundärstoffe genutzt werden.
Das Projekt CaMona arbeitet an der Erschließung und
Entwicklung technischer Grundlagen für eine wirtschaft
liche Gewinnung Seltener Erden aus diesen Rohstoffen.
Konkret widmet sich das Verbundvorhaben dem Aufbau
einer industriellen Gewinnung Seltener Erden aus sekun
dären Gipsen, die bei der Phosphatdüngemittelproduktion
entstehen. Dazu treibt das Projekt die Entwicklung einer
entsprechenden Technologie mit den zugehörigen Prozess-
optimierungen bis hin zur Industriereife voran.
Vorkonzentrat aus der Aufbereitung und Mineralanreicherung im ersten
Innerhalb des CaMona-Projektes soll eine detaillierte Prozessschritt. Monazitpartikel (hier rot markiert) stellen die Träger der
wissenschaftlich-technische Entwicklung mit Opti Seltenen Erden dar.
mierungen und Innovationen über die gesamte Band
breite der Aufbereitung bis hin zu einem verkaufsfähigen Ergebnis von CaMona soll die Entwicklung einer Auf-
Produkt erfolgen. bereitung der Seltenerdenhaltigen sekundären Stoff-
ströme und die Umsetzung der Erkenntnisse in einer
Fortgeschrittene Projektreife kontinuierlich betriebenen Pilotanlage sein. In der Anlage
Im Zuge umfangreicher Vorarbeiten wurden Phosphorgipse soll ein Seltenerdenkonzentrat erzeugt werden, das die
– ein Abfallprodukt der Düngemittelindustrie – aufgrund Grundlage für die weitere Veredelung zum verkaufsfähigen
ihres Gehalts an Seltenen Erden als mögliche Rohstoff Produkt darstellt. Zur Gewinnung der Seltenen Erden
quelle mit Potenzial für eine wirtschaftliche Nutzung in wird dieses Konzentrat durch chemische Prozesse aufge
der Großregion Catalão identifiziert. Diese Gipse weisen schlossen und gelaugt. Die dabei entstehende Lösung mit
als wichtigstes Trägermineral Monazit, ein Seltenerd den Seltenen Erden wird anschließend einer Reinigung
phosphat, mit günstigen Korngrößen und Verwachsungs und Weiterverarbeitung in chemischen Downstream-Pro
verhältnissen für die Aufbereitung auf. Dies ermöglicht zessen unterzogen. Ziel ist die Herstellung eines hochrei
eine Aufbereitung durch kosteneffiziente physikalische nen vermarktungsfähigen Produkts aus seltenen Erden.Darüber hinaus widmet sich CaMona einer geochemischen
und mineralogischen Charakterisierung der Sekundärstoffe Fördermaßnahme
CLIENT II – Internationale Partnerschaften für nachhaltige
aus der Phosphatdüngemittelproduktion zur Identifikation
Innovationen
von weiteren Optimierungspotenzialen. Dabei wird neben
den Sekundärrohstoffen und Proben aus der Monazitauf Projekttitel
bereitung auch das ursprüngliche Phosphaterz, also das CaMona – Wirtschaftliche Gewinnung Seltener Erden aus
Primärmaterial für die Düngemittelproduktion, Gegen monazithaltigem Sekundärrohstoff der Großregion Catalão
stand der Untersuchungen sein.
Laufzeit
01.01.2018–30.06.2020
Förderkennzeichen
033R187A-C
Fördervolumen des Verbundes
1.196.966 Euro
Kontakt
Dr. Jörg Reichert
Ceritech AG
Klaus-Rothe-Straße 13
04105 Leipzig
Ein Seltenerd-Monazit-Konzentrat (Monazite rot markiert) als Produkt der E-Mail: info@ceritech.com
Aufbereitung.
Projektpartner
Nachhaltige Produktion Seltener Erden Technische Universität Clausthal; Martin-Luther-Universität
Das im Rahmen von CaMona erarbeitete Know-how soll Halle-Wittenberg; CMOC International Brasil; Universidade
Federal de Goiás
dem Aufbau einer Seltenerdenproduktion mittels des vor-
geschlagenen Verfahrens am Standort Catalão dienen.
Internet
Dadurch, dass es für diese Art der Seltenerdproduktion bmbf-client.de
nicht der Errichtung eines neuen Bergwerks bedarf, würde
der Ausschluss entsprechender Kosten- und negativen Um- Herausgeber
weltfaktoren eine Gewinnung Seltener Erden aus Sekundär- Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Referat Ressourcen, Kreislaufwirtschaft; Geoforschung
stoffen ökonomisch robust und wettbewerbsfähig machen.
53170 Bonn
Zudem wird damit ein Beitrag zur Minimierung von Land-
und Energieverbrauch geleistet, mit ebenso positiven Redaktion und Gestaltung
Wirkungen für den Klimaschutz und der Minderung von Projektträger Jülich (PtJ), Forschungszentrum Jülich GmbH;
Umweltrisiken. adelphi research gGmbH
Bildnachweise
Der Standort Catalão ist durch die unmittelbare Nähe zu
S. 1: Ceritech AG;
Düngemittelproduzenten bereits voll industriell erschlossen. S. 2: Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
Zudem besteht die Chance, dass sich Synergien mit an-
sässiger Industrie ergeben. Von der industriellen Um Stand
setzung des Vorhabens wird durch die Gewinnung von Juli 2019
zusätzlichen und langfristig zuverlässigen Lieferfirmen
auch die deutsche Industrie profitieren.
bmbf.deLINOKAS – Koppelnutzung von Ölleinsamen und
Faserstroh
CLIENT II – Internationale Partnerschaften für nachhaltige Innovationen
Sowohl die Baustoffindustrie als auch die Automobilbranche verzeichnen eine steigende Nachfrage nach umwelt-
freundlichen, natürlichen Rohstoffen. Im kasachischen Ölleinanbau fällt das Nebenprodukt Ölleinstroh an, welches
zu einem industriellen Faserrohstoff verarbeitet werden kann. Bisher bleibt dieser Rohstoff wirtschaftlich jedoch
weitestgehend ungenutzt. Das deutsch-kasachische Projekt LINOKAS entwickelt daher ein kostenreduziertes und
damit wirtschaftlich tragfähiges Aufbereitungsverfahren für Ölleinstroh und testet Verarbeitungsstufen vor Ort.
Vom Problemstoff zum Rohstoff durch deutsche Projektpartner im Bereich der Anpassung
Kasachstan hat sich in den letzten Jahren zu einem der der Technik zur Ernte und Bergung des Strohs. Unter Ein-
weltweit bedeutendsten Produzenten und Exporteure von beziehung dieser Erkenntnisse entwickelt die deutsche Seite
Leinsaat entwickelt. Das kontinentale Klima eignet sich eine, den regionalen Bedingungen angepasste Technologie
sehr gut für den Ölleinanbau. Gleichermaßen ermöglicht zur Aufbereitung von Ölleinstroh. Damit soll in der Ziel-
die Integration der zusätzlichen Feldfrucht Öllein die region die Voraussetzung geschaffen werden, in land-
Auflockerung der bisher vor allem durch Sommerweizen wirtschaftsnaher Wertschöpfung einen transportfähigen
dominierten Fruchtfolgen. Allerdings stellt das faserhaltige, Faserrohstoff für den Export bzw. die Weiterverarbeitung
schwer verrottende Stängelmaterial des Ölleins (Stroh) die zu einem innovativen Dämmstoff herzustellen und zu
Landwirte nach dem Winter vor große Probleme bei der vermarkten.
Aussaat der Folgefrucht. Derzeit wird auf einem Großteil
der Anbaufläche das Ölleinstroh unkontrolliert auf dem Nachhaltige Ressourcennutzung
Feld verbrannt. Sorten- und Anbauversuche der kasachischen Partner
erlauben eine gezielte Auswahl von Ölleinsorten und eine
entsprechende Anpassung des gesamten Anbauverfahrens
an die Erfordernisse der Koppelnutzung von Samen und
Stroh. Diese Versuche werden im zweiten und dritten Pro-
jektjahr wiederholt, um jahreszeitliche Einflüsse berück-
sichtigen zu können. Neben einheimischen Sorten werden
auch europäische Ölleinzüchtungen geprüft. Aus der Ernte
resultierendes Stroh wird Lagerungsversuchen unterzogen
und anschließend mit spezifischen Labormethoden auf-
bereitet. Auch die resultierende Faserqualität wird bewertet.
Parallel werden vergleichende Technikumsversuche mit
Verbrennen von Ölleinstroh auf dem Feld. Erntebiomassen aus dem landwirtschaftlichen Anbau
durchgeführt. Hieraus ergeben sich grundlegende Erkennt-
Im Rahmen von LINOKAS entwickeln deutsche und nisse zur Entwicklung, Konstruktion und Fertigung
kasachische Partner aus Landwirtschaft, Industrie und wesentlicher Komponenten der für die Umsetzung in
Forschung über drei Jahre speziell angepasste Verfahren, Kasachstan vorgesehenen Aufbereitungsanlage. Schließ-
um aus dem derzeitigen landwirtschaftlichen „Problem- lich soll ein leicht zu verarbeitender Einblas-Dämmstoff
stoff“ Ölleinstroh einen industriell nutzbaren Faserroh- aus Ölleinfaser entwickelt sowie Möglichkeiten und tech-
stoff für z. B. Bauprodukte herzustellen. In Kooperation nische Konzepte zur entsprechenden Anwendung erprobt
mit Partnern in Kasachstan soll ein Anbauverfahren für werden.
die Koppelnutzung von Öllein, zum einen zur Gewinnung
hochwertiger Samen und zum anderen als Faserrohstoff, Die Praxisrelevanz der Projektergebnisse ergibt sich dar-
entwickelt werden. Unterstützt werden diese Arbeiten aus, dass kein spezieller Anbau von Faserpflanzen imFlächenwettbewerb mit Lebensmittel- oder Futterkulturen
erfolgen muss, sondern dass das Ausgangsmaterial Faser- Fördermaßnahme
CLIENT II – Internationale Partnerschaften für nachhaltige
stroh bereits im Ölleinanbau anfällt. Die Lösung eines
Innovationen
bisher eminenten Umweltproblems kann, nach erfolg-
reicher Fasergewinnung und Verarbeitung zu Zwischen- Projekttitel
und Endprodukten, sogar zu zusätzlichen Erlösen für die LINOKAS – Koppelnutzung Öllein-Samen und Faserstroh
Landwirte führen.
Laufzeit
01.11.2017–30.10.2020
Umsetzungsperspektiven
Nach Auswahl von Ölleinsorten, die sowohl zur Samen- Förderkennzeichen
als zur auch Strohernte geeignet sind, steht ein entsprechen- 033R192A-F
des Anbausystem zur Koppelnutzung zur Verfügung und
kann in die bestehenden Fruchtfolgen in Kasachstan inte- Fördervolumen des Verbundes
699.284 Euro
griert werden. Nach einer qualitätsorientierten Zwischen-
lagerung des faserhaltigen Rohstoffs wird dieser mithilfe
Kontakt
einer neuen Entholzungstechnik vor Ort zu einem trans- Dipl.-Ing. agr. Torsten Brückner
portfähigen bzw. weiterverarbeitbaren Zwischenprodukt Sachsen-Leinen e.V.
aufbereitet. Damit werden in Verbindung mit der land- August-Bebel-Straße 2
wirtschaftlichen Produktion in Kasachstan direkt zusätz- 04416 Markkleeberg
Telefon: 0341 3503758-0
liche Beschäftigungs- und Einkommensmöglichkeiten
E-Mail: t.brueckner@sachsenleinen.de
geschaffen. Aber auch über die direkten Partnerschaften
im Forschungsvorhaben hinaus werden Multiplikations- Projektpartner
effekte in andere Regionen mit entsprechend gestiegenen Temafa Maschinenfabrik GmbH; Kluge GmbH; Hanffaser
Exportmöglichkeiten der deutschen Maschinenbaupartner Uckermark eG; Leibniz-Institut für Agrartechnik und
Bioökonomie e. V.; Maschinen- und Systementwicklung
erwartet.
Dr. René Thielicke
Internet
bmbf-client.de
Herausgeber
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Referat Ressourcen, Kreislaufwirtschaft; Geoforschung
53170 Bonn
Redaktion und Gestaltung
Projektträger Jülich (PtJ), Forschungszentrum Jülich GmbH;
adelphi research gGmbH
Dachdämmung mit Bastfasern.
Bildnachweise
S. 1: David Hill (credit CC BY-ND 3.0)
Der deutsche Baustoffsektor sowie die deutsche Auto- S. 2: Hanffaser Uckermark e. G.
mobilindustrie sind zunehmend an natürlichen, umwelt-
freundlichen Rohstoffen und Naturfasern interessiert. Stand
Juli 2019
Verwendet werden bereits Flachs, Hanf und importierte
Fasern, beispielsweise zur Herstellung von Kfz-Innen-
raumverkleidungen. Bereits zum Einsatz kommende
Flachsfasern werden derzeit aus dem genetisch gleichen
Faserlein gewonnen, welcher jedoch modebedingt den
Preiseinflüssen der Textilindustrie unterliegt. Daher be-
trachtet LINOKAS eine Substitution bzw. Ergänzung mit
Ölleinfasern in der laufenden Produktion als realistisch.
bmbf.deMoCa – Entwicklung einer Produktionskette für
Seltenerd-Elemente in Brasilien
CLIENT II – Internationale Partnerschaften für nachhaltige Innovationen
Ohne Seltene Erden kommt die High-Tech-Industrie nicht aus. Brasilien besitzt nach China die zweitgrößten Reserven
an Seltenen Erden weltweit. Um die Versorgung mit diesen Spezialmetallen langfristig zu sichern, arbeiten brasilianische
und deutsche Forschende im Verbundvorhaben MoCa zusammen. Die Partner analysieren das Gewinnungspotenzial
von Seltenen Erden aus bisher ungenutzten Bergbaurückständen der brasilianischen Lagerstätte Catalão/Goiás. Die
Verfahren werden unter Einbeziehung der Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit entwickelt.
Rückgewinnung von Seltenerdelementen am Standort Catalão. Die Wettbewerbsfähigkeit und Nach-
Mit 22 Millionen Tonnen besitzt Brasilien die zweitgrößten haltigkeit der entwickelten Prozesse wird durch ökonomi-
Reserven an Seltenen Erden weltweit. Trotz dieses großen sche Betrachtungen und Ökobilanzen untersucht. Anhand
Potenzials findet derzeit in Brasilien nur eine geringe dieser Analysen sollen die Vorteile der Seltenerdgewinnung
Produktion von Seltenen Erden im industriellen Maßstab aus Bergbaurückständen gegenüber der konventionellen
statt. Da Brasilien seit einigen Jahren den Aufbau einer Gewinnung aus Primärmaterial herausgearbeitet werden.
eigenen Seltenerdproduktion vorantreibt und Deutsch-
land einen großen Bedarf an Seltenerdprodukten hat, sind Exploration von Bergbaurückständen
beide Länder eine strategische Partnerschaft eingegangen. Moderne Charakterisierungsmethoden für Bergbaurück-
Eine der wichtigsten Seltenerdlagerstätten in Brasilien stände basieren auf innovativen Fernerkundungstechno
ist der ultramafische Alkali-Karbonatit-Komplex Catalão logien und Sensoren. Im Projekt MoCa liefern neben
im Bundesstaat Goiás. Das Unternehmen CMOC Inter- konventionellen Fernerkundungsmethoden Hyperspektral
national Brasil baut die Lagerstätte aufgrund ihres Apatit- analysen aus Drohnenüberflügen detaillierte Informationen
und Pyrochlorgehalts zur Produktion von Düngern und über Höhenabstufungen und Anreicherungszonen von
Ferroniob ab. Neben phosphat- und niobhaltigen Mineralen Seltenen Erden. Des Weiteren wird ein Verfahren aus
enthält das Erz Seltenerdminerale. Derzeit werden die Drucksondierung in Kombination mit Röntgenfluoreszenz
Seltenerdminerale der Lagerstätte nicht gewonnen analyse weiterentwickelt, um vor Ort eine simultane
sondern als Bergbaurückstände abgelagert. Detektion und Quantifizierung der Seltenen Erden durch-
zuführen. Basierend auf den Fernerkundungs- und Sensor
daten wird ein 3D-Modell des Bergbaurückstands erstellt.
Das Modell kann als Grundlage für den zielgerichteten
Abbau zur Gewinnung Seltener Erden genutzt werden.
Aufbereitung von Bergbaurückständen
Auf Grundlage mineralogischer und chemischer Analysen
werden für ausgewählte Bergbaurückstände der laufenden
Produktion innovative Verfahren zur effizienten Extraktion
Seltener Erden entwickelt.
Im ersten Schritt sollen die Seltenen Erden in einem Konzen-
trat angereichert werden. Aufgrund der zu erwartenden
Blick auf die Mine in Catalão im brasilianischen Bundesstaat Goiás sehr geringen Korngrößen und der komplexen Mineral-
zusammensetzung werden sich die Versuche zur mecha-
Ziel von MoCa ist daher die Untersuchung des Gewinnungs nischen Aufbereitung auf die Verfahren Magnetscheidung,
potenzials Seltener Erden sowohl aus Rückständen der lau- Dichtetrennung und Flotation konzentrieren. Darüber
fenden Produktion als auch aus abgelagerten Rückständen hinaus werden Lösungen für die Entwässerung der bei dermechanischen Aufbereitung entstehenden Konzentrate
und Abfallströme entwickelt. Basierend auf den Labor- Fördermaßnahme
CLIENT II – Internationale Partnerschaften für nachhaltige
ergebnissen wird ein Gesamtprozess konzipiert und im
Innovationen
Kleintechnikumsmaßstab validiert.
Projekttitel
Im zweiten Schritt wird durch nasschemische Verfahren MoCa – Entwicklung einer Produktionskette für
ein reines gemischtes Seltenerdoxid hergestellt. Der Fokus Seltenerd-Elemente aus Tailings des ultramafischen
der Verfahrensentwicklung liegt auf der effizienten und Alkali-Karbonatit-Komplexes Catalão/Goiás
sicheren Abtrennung von Verunreinigungen.
Laufzeit
01.01.2018–31.12.2020
Förderkennzeichen
033R189A-D
Fördervolumen des Verbundes
2.265.448 Euro
Kontakt
Kirstin Schneider
Technische Universität Clausthal
Institut für Aufbereitung, Deponietechnik und Geomechanik
Walther-Nernst-Straße 9
38678 Clausthal-Zellerfeld
Im Projekt sind Flotationsuntersuchungen zentraler Bestandteil der Telefon: 05323 72-2961
Verfahrensentwicklung. E-Mail: kirstin.schneider@tu-clausthal.de
Projektpartner
Strategie zur industriellen Umsetzung
Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie;
Auf Grundlage der Untersuchungen soll am Ende des
Öko-Institut e. V.; FUGRO Germany Land GmbH; CMOC
Projekts ein detaillierter Fahrplan für die industrielle International Brasil; Universidade Federal de Goiás; Escola
Umsetzung der entwickelten Prozesse zur Gewinnung Politécnica da Universidade de São Paulo
von Seltenen Erden aus den Bergbaurückständen der
Lagerstätte in Catalão erarbeitet werden. Die Strategie Internet
bmbf-client.de
wird sowohl relevante Meilensteine enthalten als auch
Informationen zu den wesentlichen Herausforderungen Herausgeber
sowie möglichen Lösungswegen umfassen. Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Referat Ressoucen, Kreislaufwirtschaft; Geoforschung
53170 Bonn
Redaktion und Gestaltung
Projektträger Jülich (PtJ), Forschungszentrum Jülich GmbH;
adelphi research gGmbH
Bildnachweis
Technische Universität Clausthal
Stand
Juli 2019
bmbf.deReCaLl – Katalysatoren aus Reststoffen für
die Erdölraffinerie in Vietnam
CLIENT II – Internationale Partnerschaften für nachhaltige Innovationen
Ein weltweit steigender Bedarf an Grundchemikalien wie Propen zwingt vor allem Förder- und Entwicklungsländer zu
innovativen Ansätzen. Propen ist ein essenzieller und vielseitig genutzter Grundbaustein zur Herstellung von Alltags-
gegenständen wie Automobilarmaturen aus Polypropylen (PP) oder Polyacryl-Textilfasern (PAN). Da Propen in
klassischen erdölverarbeitenden Verfahren nicht im ausreichenden Maße gebildet wird und für die Produktion täglich
Tonnen gebrauchten Katalysators anfallen, stehen Länder mit eingeschränktem Zugang zu qualitativ hochwertigem
Erdöl, wie z. B. Vietnam, vor besonderen Herausforderungen. Für diese Länder ist daher die Eigenproduktion von
Propen sowie ein Umstieg zu biogenen Eingangsstoffen essenziell. Das deutsch-vietnamesische Projekt ReCaLl
entwickelt dafür modifizierte, technische FCC-Katalysatoren (Fluid Catalytic Cracking) unter Mitnutzung gebrauchten
Katalysatormaterials.
Recycling von verbrauchten Katalysatoren im Rahmen des Vorhabens direkt im jeweiligen Land
Eines der wichtigsten Veredelungsverfahren zur Her- zusammen mit lokal verfügbaren Resourcen zu neuen
stellung von Kraftstoffen und Chemieprodukten aus Industriekatalysatoren sowie anderen kommerziell ver-
Erdölbestandteilen ist das Fluid Catalyic Cracking (FCC). wertbaren Produkten umgesetzt werden.
Für die Verbesserung des Prozesses wird ein Katalysator
verwendet. Dieser agiert u. a. durch die Ablagerung von Auch für PetroVietnam, den Betreiber einer Raffinerie in
umweltbedenklichen und gesundheitsgefährdenden Dung Quat/Vietnam, stellt die Abdeckung seines steigenden
Kohlenwasserstoffen sowie von Metallen wie Nickel, Bedarfs nach Propen eine Herausforderung dar. Zudem
Eisen und Vanadium. In Erdölraffinerien fallen täglich steht das Unternehmen durch das Aufkommen von bis
mehrere Tonnen verbrauchter Katalysatoren pro Erdöl- zu 18 Tonnen gebrauchtem FCC-Katalysator pro Tag vor
raffinerie an. Die Entsorgung der Katalysatoren erfolgt in einem Deponierungs- und Recyclingproblem.
vielen Ländern ohne Vorbehandlung in Deponien oder
Baustoffen und stellt somit ein hohes Risiko für Mensch Selektive Katalysatoren aus Reststoffen
und Umwelt dar. Der steigende Bedarf an Propen bedingt auch die Anpassung
der Produktselektivität im FCC-Prozess und kann durch
Katalysatoradditive realisiert werden. Als Katalysator-
hauptkomponente sowie als Additive werden in ReCaLl
verschiedene Alumosilikate verwendet. ReCaLl bemüht
sich um die Erforschung spezieller Impfkristalle, um Syn-
theselösungen mit geringen qualitativen Mängeln und
mit den in Vietnam verfügbaren technischen Gegeben-
heiten umzusetzen.
In Raffinerien in Vietnam fallen täglich mehrere Tonnen verbrauchter
Generell führt der Einsatz von Katalysatoradditiven zu
Katalysatoren an. einer Selektivitätsverbesserung und höheren Rohstoff
effizienz der verwendeten Katalysatoren, jedoch gleich
Verbrauchte FCC-Katalysatoren enthalten noch wichtige zeitig zu einer Verschlechterung von Standzeit und Regene-
Rohstoffe wie Metalle der Selten Erden oder Silizium- rierbarkeit. Aus dieser Problemstellung ergibt sich der Bedarf
und Alumiumverbindungen. Die Rückgewinnung dieser an innovativen Katalysatoren oder Katalysatoradditiven.
Ressourcen ist jedoch bisher kaum etabliert. Das Projekt Die im Rahmen von ReCaLl entwickelten Katalysatoren
ReCaLl hat daher zum Ziel, verbrauchte FCC-Katalysatoren sollen den Herausforderungen des FCC-Prozesses, des
zu recyclen. Die zurückgewonnen Komponenten sollen steigenden Propenbedarfs und des Ressourcenwechselszu leichteren fossilen und biogenen Rohstoffen auch in der
technischen Anwendung gewachsen sein. Fördermaßnahme
CLIENT II – Internationale Partnerschaften für nachhaltige
Innovationen
Das Projekt ReCaLl kann Erfahrungswerte aus vorherigen
Forschungsvorhaben zu einem industrienahen, nachhaltigen Projekttitel
Gesamtkonzept kombinieren und ausweiten. Das Vorhaben ReCaLl – Neuartige Katalysatoren aus Reststoffen für
erstreckt sich dabei von Katalysatorrecycling über Kataly die Nutzung fossiler und biogener Rohstoffe in der
satordesign bis hin zur Entwicklung technischer Kataly Erdölraffinerie
satoren für die Umsetzung fossiler aber auch biogener
Laufzeit
Rohstoffe. 01.09.2017–31.08.2020
Nachhaltigkeit in der Raffinerie Förderkennzeichen
Die Katalysatorforschung und das Katalysatorrecycling 033R188A-B
sowie eine anschließende Verwertung der Ergebnisse
Fördervolumen des Verbundes
für die Katalysatorentwicklung und den Einsatz in der
1.386.334 Euro
Raffinerie in Dung Quat sind in Vietnam wirtschaftlich
und lokalpolitisch für das öffentliche Ansehen der Erdöl- Kontakt
branche von äußerst hohem Interesse. Daher erfolgt die Prof. Dr. Jan J. Weigand
Zusammenarbeit mit vietnamesischen Forschungseinrich- Technische Universität Dresden
Mommsenstraße 4
tungen und Unternehmen mit internationalen Partnern,
01069 Dresden
gefördert durch das vietnamesische Ministry of Science Telefon: 0351 463-42800
und Technology. E-Mail: jan.weigand@tu-dresden.de
Projektpartner
AIOTEC GmbH; Vietnam Petroleum Institute; Vietnam
National University – University of Science; Binh Son
Refining and Petrochemical Co., Ltd.; PetroVietnam,
Vietnam Oil and Gas Group
Internet
bmbf-client.de
Herausgeber
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Referat Ressourcen, Kreislaufwirtschaft; Geoforschung
Katalysatortestanlage zur Untersuchung recycelter Materialien. 53170 Bonn
Redaktion und Gestaltung
ReCaLl will durch den Zusatz biogener Roh- und Reststoffe
Projektträger Jülich (PtJ), Forschungszentrum Jülich GmbH;
zu qualitativ minderwertigem Rohöl zur Herstellung von
adelphi research gGmbH
Grundchemikalien und Kraftstoffen einen Beitrag zu
einer bioökonomisch und sozial vertretbaren Versorgung Bildnachweise
Vietnams leisten. S. 1: Vietnam Petroleum Institute, Dr. Vu Xuan Hoan
S. 2: TU Dresden, AK Weigand, Dr. Oliver Busse
Das Recycling von verbrauchten Katalysatoren dient dem
Stand
Schließen des Stoffkreislaufes für eine umweltfreund- Juli 2019
lichere Katalysatorproduktion. Dies ist als Übergang zur
Energie- und Rohstoffwende, insbesondere vor Erreichen
der flächendeckenden Elektromobilität, vor allem in
Schwellenländern kurz- und mittelfristig relevant. Poten-
ziell sind die von ReCaLl entwickelten Verfahren auch in
anderen Ländern einsetzbar.
bmbf.deREGINA – Globale Industrie der Seltenen Erden und
neue Anwendungen in Brasilien
CLIENT II – Internationale Partnerschaften für nachhaltige Innovationen
Die konventionelle Herstellung so genannter Hochleistungspermanentmagnete erfordert den Einsatz Seltener Erden.
Deren Abbau ist meist mit erheblichen Umwelteingriffen verbunden. Veränderungen vor allem im Mobilitäts- und
Energiesektor werden die weltweite Nachfrage nach Hochleistungspermanentmagneten und damit auch nach
Seltenen Erden deutlich erhöhen. Die weltweit zweitgrößten Reserven Seltener Erden befinden sich in Brasilien.
Allerdings bleibt dieses Potenzial noch weitestgehend ungenutzt. Das Projekt REGINA legt eine Basis für eine
ökologisch optimierte brasilianische Magnetindustrie aus einheimischen Ressourcen und entwickelt eine Wert-
schöpfungskette für konkurrenzfähige Neodym-Eisen-Bor-basierte Permanentmagnete.
Das ungenutzte Potenzial Konkurrenzfähige grüne Hochleistungsmagnete
Seit die Elektromobilität und die Bereitstellung von Energie Für die Herstellung grüner Hochleistungsmagnete bemüht
aus Windkraft weltweit an Bedeutung gewinnen, kommt sich REGINA um eine ökologische Optimierung der
Brasilien mit seinen reichen Vorkommen an wirtschafts- gesamten Wertschöpfungskette. Dafür werden – ausgehend
strategischen Rohstoffen national wie international von den in der brasilianischen Mine Araxá vorkommenden
eine besondere Rolle zu. Insbesondere im Hinblick auf Seltenerdelementen – zunächst von den Projektpartnern
die großen Seltenerdreserven von 22 Millionen Tonnen Neodym/Praseodym-Verbindungen separiert und an
hat Brasilien das Potenzial, nach China der zweitgrößte schließend zu Neodym/Praseodym-Metallen, so genanntem
Rohstoffproduzent zu werden. Aktuell werden nicht nur Didymium, reduziert. Auf Basis dieser Didymium-Zusam-
die für die Magnetherstellung nötigen Rohstoffe sondern mensetzung werden nachfolgend Magnetlegierungen und
auch die Magnete selbst vor allem in China produziert. Magnete mit solchen Eigenschaften hergestellt, die eine
bestmögliche Kombination aus möglichst hoher Funktio-
Für die brasilianischen Minen- und Metallkonzerne nalität und möglichst niedrigen ökologischen Auswirkungen
stellen derzeit die nachhaltige Rohstofferschließung der aufweisen.
Seltenerdelemente (SEE) sowie ressourceneffiziente
Metallherstellung und Endproduktfertigung große Heraus In der Herstellung von Hochleistungspermanentmagneten
forderungen dar, insbesondere vor dem Hintergrund aus brasilianischen Quellen zielt REGINA darauf ab,
Chinas marktbeherrschender Stellung. Das Ziel von sämtliche Prozesse entlang der Wertschöpfungskette im
REGINA ist es daher, eine Grundlage für eine ökologisch Hinblick auf Produktionskosten und ökologische Auswir-
optimierte industrielle Umsetzung der Wertschöpfungs- kungen zu optimieren. Dies erfolgt zum einen, um wirt-
kette für Hochleistungspermanentmagnete zu schaffen, schaftlich konkurrenzfähig zu sein. Andererseits soll sich
ausgehend von gemischten Seltenerdoxiden bis hin das Produkt durch das Alleinstellungsmerkmal „grüner
zur Produktion von Neodym-Praseodym-Eisen-Bor- Magnet“ von anderen Magnetherstellern differenzieren.
(Nd/Pr-Fe-B-)Magneten. Daher werden die experimentellen Arbeiten durch eine
Prozesssimulation und Ökobilanz begleitet. Diese Methodik
schafft die Basis für die Realisierung einer ökologisch
nachhaltigeren Magnetproduktion.
Positionierung am Markt
Basierend auf Marktstudien, empirischer Marktforschung
und einer SWOT-Analyse werden grundlegende Erkennt-
nisse für die Entwicklung von Vermarktungsstrategien
der Magnete erarbeitet. Auf Basis dieser Erkenntnisse
Mine im brasilianischen Araxá. sollen sich Brasilien und dessen Unternehmen auf demSie können auch lesen
