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Integrated cross-sectorial approach for environmentally sustainable and resource-efficient alumina production

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Abfallfreie Produktion von Aluminiumoxid in Europa

Ein neues Verfahren soll die Bauxitausbeute und Produktion von Aluminiumoxid optimieren und die Umweltbelastung verringern.

Klimawandel und Umwelt
Industrielle Technologien

Angesichts der in den kommenden Jahren weltweit steigenden Nachfrage nach Aluminiummetallen sind die Umweltauswirkungen und zunehmende Abhängigkeit Europas von importiertem Aluminiumoxid und Bauxit Diskussionsthema. Kein anderes Metall hat so vielfältige Einsatzmöglichkeiten wie Aluminium. Ausgangsbasis ist Aluminiumoxid, das mit dem Bayer-Verfahren aus Bauxit gewonnen wird. Problematisch ist das Verfahren allerdings, weil bislang nicht alle in Bauxiterz vorhanden Elemente verwertbar sind und damit viel Abfall in Form von Bauxitrückständen bzw. Rotschlamm entsteht. Bei der Produktion von einem Kilogramm Aluminiummetall fällt mehr als ein Kilogramm Rotschlamm an, und diese Rückstände werden in der Regel in Staubecken gepumpt. Daher entwickelte das EU-finanzierte Projekt ENSUREAL ein neues Verfahren „zur rückstandslosen Herstellung von Aluminiumoxid“, erklärt Projektkoordinator Casper van der Eijk. Ziel von ENSUREAL war ein Verfahren, um auch minderwertige Erze zu verarbeiten und dabei nützliche Nebenprodukte wie Gusseisen und Konzentrate kritischer Rohstoffe zu erzeugen.

Optimierung des Pedersen-Verfahrens

Hierfür sollte das so genannte Pedersen-Verfahren optimiert werden, ein alternatives Verfahren zur Aluminiumoxidherstellung. „Im Rahmen von ENSUREAL wollten wir das Verfahren aufgreifen und verbessern“, umreißt Van der Eijk, „und experimentierten auch mit alternativen Rohstoffen, etwa Reststoffen aus dem Bayer-Prozess.“ Um das Verfahren zu modernisieren, wurden bei der Reduktion Kohlenstoffmaterialien durch Wasserstoff und fossiler Kohlenstoff durch Biokohlenstoff ersetzt. ENSUREAL untersuchte schließlich, wie Nebenprodukte aus dem Pedersen-Prozess verwertet werden könnten. „Ein wichtiges Ergebnis ist unser Nachweis, dass sich das Verfahren zur Herstellung von Aluminiumwerkstoffen eignet. Wir führten entsprechende Tests und Vergleiche mit standardmäßig verwendetem Aluminiumoxid durch: Einige Eigenschaften waren durchaus vergleichbar, andere hingegen noch optimierbar, z. B. die Fließfähigkeit und verschiedenste technische Parameter“, bestätigt Van der Eijk. Das Projekt sieht in dem Verfahren auch eine Lösung für den anfallenden Rotschlamm, der für die Aluminiumoxid-Industrie noch ein enormes Problem ist. „Wie sich zeigte, eignet sich das Nebenprodukt aus dem Pedersen-Verfahren ähnlich wie Kalkstein als Baumaterial und wäre damit kein problematischer Abfallstoff mehr“, fügt Van der Eijk hinzu.

Investition in die Kreislaufwirtschaft

Der ENSUREAL-Prozess ist sowohl ökologisch als auch ökonomisch tragfähig, da er flexibler und weniger rohstoffabhängig ist. Zudem ist er umweltverträglich und energieeffizient, da Rotschlamm nicht mehr aufbereitet werden muss. Schließlich profitieren davon auch weitere Branchen, etwa Eisenindustrie und Landwirtschaft, was eine Investition in die Kreislaufwirtschaft darstellt. In den nächsten Schritten will ENSUREAL Kontakte zu Unternehmen in Europa, Indien und Saudi-Arabien etablieren, die Lösungen für ihre Abfallentsorgung suchen. „In unserem neu gegründeten Projekt Harare wollen wir das Verfahren nun weiterentwickeln und am Einsatz von Wasserstoff forschen, den Energieverbrauch bzw. Emissionsausstoß senken und das Verfahren wettbewerbsfähiger machen“, schließt Van der Eijk.

Schlüsselbegriffe

ENSUREAL, Aluminiumoxid, Aluminium, Pedersen-Prozess, Bayer-Prozess, Kreislaufwirtschaft, Rotschlamm, Metall, Abfall, Gebäude

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