Eine neue Art der Gewinnung kritischer Rohstoffe in Europa
Unsere Wirtschaft ist in hohem Maße von bestimmten Rohstoffen abhängig – eine Abhängigkeit, die sich in naher Zukunft noch verstärken wird. Wolfram und Tantal, beispielsweise, sind zwei Rohstoffe, die in vielen unserer alltäglichen elektronischen Geräte verbaut werden. Mit zunehmendem Konsum von elektronischen Verbrauchsgütern steigt auch unsere Abhängigkeit von den Rohstoffen, die sie mit Energie versorgen. Die Herausforderung liegt darin, dass Materialien wie Wolfram und Tantal in Europa knapp und von schlechter Qualität sind. Daher muss die EU diese Mineralien entweder von außerhalb Europas importieren oder die hier vorhandenen minderwertigen Materialien verarbeiten. Bei ersterem besteht das Problem, dass diese Mineralien oft in Konfliktzonen oder unter menschenrechtsverletzenden Bedingungen abgebaut werden. Die Verarbeitung des hier abgebauten minderwertigen Erzes erfordert jedoch den Einsatz großer Mengen an Energie und Wasser, was die Nutzung kostenintensiv und unpraktikabel macht. Um die Unabhängigkeit Europas in Bezug auf kritische Rohstoffe zu erhöhen, entwickelte das EU-finanzierte Projekt OptimOre ein effizientes Verfahren zur Gewinnung der in Europa vorkommenden Mineralien. Im Rahmen des Projekts werden insbesondere die Zerkleinerungs-, Mahl- und Trennverfahren für Wolfram und Tantal durch einen schnellen und flexiblen Produktionsprozess optimiert, der auf neuen Softwaremodellen und fortschrittlicher Sensortechnologie basiert. „OptimOre setzt intelligente Technologien ein, um ein effizienteres und flexibleres Verfahren zur Zerkleinerung und Trennung von Tantal- und Wolfram-Erzen zu schaffen“, so Projektforscher Josep Oliva. „Dies hat zur Folge, dass unser Verfahren die Erträge um 7 % bis 12 % und die Energieeinsparungen um 5 % gegenüber den besten derzeit auf dem Markt verfügbaren Verfahren erhöht.“ Neue Modelle, neue Technologie Das OptimOre-System führt neue Modelle für Zerkleinerungsmaschinen und Hochpräzisionsfräsen ein und verbessert die Schwerkraft-, Magnet- und Flotationstrennverfahren. Darüber hinaus macht es sich die Fortschritte im Bereich der künstlichen Intelligenz zu Nutze, um verschiedene Kontrollinstrumente zu automatisieren. Zum Beispiel basieren Zerkleinerungsmaschinenmodelle auf dem Gerätetyp, dem Betriebsmodus und der Charakterisierung des Erzes. Diese Modelle überwachen die Verbesserung des Energieverbrauchs, die Vorhersage der Partikelgrößenverteilung und die Mineralzusammensetzung. „Indem wir die Zusammensetzung oder Elementkonzentration als Modellparameter verwenden, können wir die Freisetzung kritischer Rohelemente während des Zerkleinerungsvorgangs besser verstehen“, erklärt Oliva. Im Rahmen des Projekts wurden außerdem Technologien für die trockene und nasse magnetische Trennung mit hoher und niedriger Intensität untersucht. Basierend auf Laborexperimenten im nassen Magnetscheider mit hoher Intensität wurde ein Berechnungsmodell erstellt und mit verschiedenen Materialien validiert. „Die Herausforderung bestand darin, ein neues Berechnungsmodell mit einer Fehlerrate von weniger als 10 % zu schaffen“, so Oliva. „Die Fehlerrate für das bewährte Modell reicht von 8,6 % bis 26 %, während die durchschnittliche Fehlerrate für das von uns entwickelte Modell zwischen 1,9 % und 4,5 % liegt.“ Nachhaltige Mineralverarbeitung Laut Oliva trägt das OptimOre-Projekt dazu bei, die EU an die Spitze der nachhaltigen Mineralverarbeitungstechnologien und -lösungen zu bringen. Des Weiteren bietet die im Rahmen des Projekts entwickelte Technologie einen Mehrwert und neue Arbeitsplätze in der Materialherstellung und den nachgelagerten Industrien. Das System optimiert außerdem den Energie- und Wasserverbrauch, wodurch die Effizienz des gesamten Prozesses erhöht und der ökologische Fußabdruck der Branche reduziert wird. „Die von OptimOre entwickelte Technologie ermöglicht die Verarbeitung der in Europa vorkommenden minderwertigen Ablagerungsgesteine“, fügt Oliva hinzu. „Durch den Einsatz der von uns entwickelten Technologie wird die mineralverarbeitende Industrie ihre Erträge steigern und somit eine effizientere Nutzung von kritischen Rohstoffen hier in Europa ermöglichen.“
Schlüsselbegriffe
OptimOre, Bergbau, kritische Rohstoffe, Mineralien, Wolfram Tantal
