Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kupferbergbau mit bioaktiven Stoffen aus Bakterien

06.03.2017

Chile ist einer der wichtigsten Kupferlieferanten für Deutschland. Im Rahmen der Wissenschaftlich-Technologischen Zusammenarbeit beider Länder wird nun untersucht, wie sich chilenische Kupfererze umweltverträglicher aufbereiten lassen. Aus Bakterien gewonnene bioaktive Stoffe sollen Chemikalien ersetzen oder verringern. Ein weiteres Ziel ist es, die Metallausbeute zu steigern sowie schwer abtrennbare Metalle herauszulösen. Insbesondere das in den Erzen enthaltene Molybdän soll gewinnbar werden.

Die Kooperation zwischen dem Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie (HIF), das zum HZDR gehört, und dem Advanced Mining and Technology Center an der Universidad de Chile in Santiago de Chile begann im Februar.


Aus Bakterien gewonnene bioaktive Stoffe sollen zielgerichtet an den Oberflächen von Erzmineralen binden, metallhaltige Wertpartikel einsammeln und wertlose Bestandteile zurückhalten.

HZDR/ 3D Kosmos

Binnen drei Jahren wollen die Forscher nachweisen, dass es möglich ist, aus Roherz Metalle biotechnologisch voneinander zu trennen. Langfristig könnte das Prinzip für viele komplex zusammengesetzte Rohstoffe und Recyclingmaterialien interessant sein. Wirtschaftlich werden diese Stoffe immer wichtiger, technologisch sind sie aber noch nicht gewinnbar. Das Forschungsprojekt wird gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF).

Kupfer ist für die deutsche Industrie ein bedeutendes Massenmetall. Der Bedarf wird teilweise durch Recycling gedeckt; für den Rest sind Rohstoffimporte in Form von Metallkonzentraten oder Roherz nötig. Neben dem Weltmarktführer Chile sind für Deutschland weitere wichtige Lieferländer Peru und Brasilien. Kupfer wird vor allem in der Kabel- und Elektroindustrie eingesetzt, aber auch in der Bau- und Automobilbranche und im Maschinenbau.

Bakterien aus dem Meer

„Chile hat ein großes Interesse daran, die eigene Bergwerksproduktion an Kupfer effizienter und umweltbewusster zu gestalten“, erklärt Dr. Martin Rudolph, Leiter der Abteilung Aufbereitung am HIF. Im Pazifikstaat Chile wird Salzwasser anstelle von Frischwasser eingesetzt, um das Wertmetall zu gewinnen. Allerdings ist dafür ein erhöhter Einsatz an Chemikalien nötig. Außerdem geht das im Erz enthaltene Molybdän verloren – ein wichtiges Sondermetall, das unter anderem verwendet wird für Stahllegierungen, als Schmiermittel und in elektronischen Bauteilen.

Bakterien könnten eine vielversprechende Lösung sein. „Dafür müssen sie an die salzhaltigen Bedingungen angepasst sein, also aus dem Meer kommen“, sagt Rudolphs Abteilungskollegin Dr. Katrin Pollmann, die die biotechnologische Arbeitsgruppe leitet. „Wir brauchen keine lebenden Mikroben, sondern nur jene aktiven Stoffe, die in der Lage sind, mineralische Oberflächen gezielt zu verändern. Das können bakterielle Zellen, Zellbestandteile, Stoffwechselprodukte oder Biomoleküle sein“, so Katrin Pollmann weiter.

Unentdeckte Möglichkeiten: Bioflotation

Industriell wird seit 150 Jahren das Verfahren der Flotation eingesetzt, um Rohstoffe aufzubereiten. Der Kupfergehalt von Roherz wird so von rund einem Prozent auf etwa 30 Prozent angereichert. Bei der Flotation wird das fein zermahlene Erzgestein mit Wasser vermengt. Durch den Zusatz von Chemikalien werden die Erzpartikel unterschiedlich benetzbar gemacht; Wertstoffe werden gesammelt beziehungsweise wertlose Partikel zurückgehalten. Statt chemischer Reagenzien sollen sich zukünftig die bioaktiven Stoffe an die Erzminerale anlagern; die kupfer- und molybdänhaltigen Minerale sollen herausgefiltert, das unbrauchbare Eisenmineral Pyrit hingegen abgeschieden werden.

Der Umstand, dass Bakterien das Eisenmineral Pyrit für ihren Stoffwechsel brauchen, wird bereits zur industriellen Gewinnung von Kupfer durch Biolaugung eingesetzt. Nun wollen die Forscher die Tür zur Bioflotation aufstoßen – ein Gebiet, das bisher noch weitgehend unerforscht ist. Wenn geeignete Bakterien gefunden und die bioaktiven Stoffe isoliert sind, geht es darum, die Wechselwirkungen mit den Mineraloberflächen bis auf die Ebene einzelner Moleküle zu analysieren. Dr. Rudolph blickt voraus: „Wir nehmen an, dass sich Bioflotation einfach in die klassische Aufbereitung integrieren lässt. Ein weiterer Vorteil: Bioaktive Stoffe bauen sich in der Umwelt selbst ab. Wie sie sich konkret dort verhalten, ist eine Frage für weitergehende Forschung“.


Weitere Informationen:

Dr. Martin Rudolph | Leiter Abteilung Aufbereitung
Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie am HZDR
Tel: +45 351 260-4410 | E-Mail: m.rudolph@hzdr.de

Dr. Katrin Pollmann | Leiterin Gruppe Biotechnologie
Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie am HZDR
Tel.: +49 351 260–2946 | E-Mail: k.pollmann@hzdr.de

Medienkontakt:

Anja Weigl | Pressereferentin
Tel. +49 351 260–4427| E-Mail: a.weigl@hzdr.de
Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie am HZDR | Chemnitzer Straße 40 | 09599 Freiberg | www.hzdr.de/hif


Das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) forscht auf den Gebieten Energie, Gesundheit und Materie. Es ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands. Das HZDR hat fünf Standorte (Dresden, Leipzig, Freiberg, Schenefeld bei Hamburg und Grenoble) und beschäftigt rund 1.100 Mitarbeiter – davon etwa 500 Wissenschaftler inklusive 150 Doktoranden.

Das Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie (HIF) hat das Ziel, innovative Technologien für die Wirtschaft zu entwickeln, um mineralische und metallhaltige Rohstoffe effizienter bereitzustellen und zu nutzen sowie umweltfreundlich zu recyceln. Es wurde 2011 gegründet, gehört zum Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf und kooperiert eng mit der TU Bergakademie Freiberg.

Weitere Informationen:

https://www.hzdr.de/presse/bioflotation

Dr. Christine Bohnet | Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Stärkere Belege für Abschwächung des Golfstromsystems
12.04.2018 | Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung

nachricht Waldbrände in Kanada sorgen für stärkste jemals gemessene Trübung der Stratosphäre über Europa
12.04.2018 | Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e. V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Gammastrahlungsblitze aus Plasmafäden

Neuartige hocheffiziente und brillante Quelle für Gammastrahlung: Anhand von Modellrechnungen haben Physiker des Heidelberger MPI für Kernphysik eine neue Methode für eine effiziente und brillante Gammastrahlungsquelle vorgeschlagen. Ein gigantischer Gammastrahlungsblitz wird hier durch die Wechselwirkung eines dichten ultra-relativistischen Elektronenstrahls mit einem dünnen leitenden Festkörper erzeugt. Die reichliche Produktion energetischer Gammastrahlen beruht auf der Aufspaltung des Elektronenstrahls in einzelne Filamente, während dieser den Festkörper durchquert. Die erreichbare Energie und Intensität der Gammastrahlung eröffnet neue und fundamentale Experimente in der Kernphysik.

Die typische Wellenlänge des Lichtes, die mit einem Objekt des Mikrokosmos wechselwirkt, ist umso kürzer, je kleiner dieses Objekt ist. Für Atome reicht dies...

Im Focus: Gamma-ray flashes from plasma filaments

Novel highly efficient and brilliant gamma-ray source: Based on model calculations, physicists of the Max PIanck Institute for Nuclear Physics in Heidelberg propose a novel method for an efficient high-brilliance gamma-ray source. A giant collimated gamma-ray pulse is generated from the interaction of a dense ultra-relativistic electron beam with a thin solid conductor. Energetic gamma-rays are copiously produced as the electron beam splits into filaments while propagating across the conductor. The resulting gamma-ray energy and flux enable novel experiments in nuclear and fundamental physics.

The typical wavelength of light interacting with an object of the microcosm scales with the size of this object. For atoms, this ranges from visible light to...

Im Focus: Wie schwingt ein Molekül, wenn es berührt wird?

Physiker aus Regensburg, Kanazawa und Kalmar untersuchen Einfluss eines äußeren Kraftfeldes

Physiker der Universität Regensburg (Deutschland), der Kanazawa University (Japan) und der Linnaeus University in Kalmar (Schweden) haben den Einfluss eines...

Im Focus: Basler Forschern gelingt die Züchtung von Knorpel aus Stammzellen

Aus Stammzellen aus dem Knochenmark von Erwachsenen lassen sich stabile Gelenkknorpel herstellen. Diese Zellen können so gesteuert werden, dass sie molekulare Prozesse der embryonalen Entwicklung des Knorpelgewebes durchlaufen, wie Forschende des Departements Biomedizin von Universität und Universitätsspital Basel im Fachmagazin PNAS berichten.

Bestimmte mesenchymale Stamm-/Stromazellen aus dem Knochenmark von Erwachsenen gelten als äusserst viel versprechend für die Regeneration von Skelettgewebe....

Im Focus: Basel researchers succeed in cultivating cartilage from stem cells

Stable joint cartilage can be produced from adult stem cells originating from bone marrow. This is made possible by inducing specific molecular processes occurring during embryonic cartilage formation, as researchers from the University and University Hospital of Basel report in the scientific journal PNAS.

Certain mesenchymal stem/stromal cells from the bone marrow of adults are considered extremely promising for skeletal tissue regeneration. These adult stem...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

Stralsunder IT-Sicherheitskonferenz im Mai zum 7. Mal an der Hochschule Stralsund

12.04.2018 | Veranstaltungen

Materialien erlebbar machen - MatX 2018 - Internationale Konferenz für Materialinnovationen

12.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Laser erzeugt Magnet – und radiert ihn wieder aus

18.04.2018 | Physik Astronomie

Neue Technik macht Mikro-3D-Drucker präziser

18.04.2018 | Physik Astronomie

Intelligente Bauteile für das Stromnetz der Zukunft

18.04.2018 | Energie und Elektrotechnik

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics