Goldmine Kläranlage?
Die Suche nach wertvollen Metallen lohnt wohl nur bei Industrieabwässern
Als in den 1980er Jahren in manchen Nahrungsmitteln erhöhte Schwermetallkonzentrationen festgestellt wurden, war der Schuldige schnell gefunden: Klärschlamm, der zur Düngung der Felder verwendet wurde. Der enthielt neben den erwünschten Nährstoffen Stickstoff und Phosphor allerlei Unerfreuliches: Blei, Kadmium, Chrom, Nickel, Quecksilber und Kupfer.Im Klärschlamm sammelte sich naturgemäß fast alles, was man aus dem in die Flüsse abgeleiteten gereinigten Wasser herausfiltern wollte.
Und so wundert es nicht, wenn in Zeiten steigender Rohstoffpreise das Interesse an ungewöhnlichen Vorräten steigt. In den letzten Jahren häufen sich wissenschaftliche Veröffentlichungen - vor allem aus den USA -, in denen die Klärschlämme als buchstäbliche Goldgrube erscheinen. So rechnete ein Team um den Chemiker Paul Westerhoff von der Arizona State University 2015 im Fachblatt »Environmental Science & Technology« vor, dass eine Tonne Klärschlamm (getrocknet) Edelmetalle im Wert von 240 Euro enthält. Auch die in der Hightech gefragten Seltenerdmetalle seien dort gefunden worden.
Ob sich die Messungen aus einzelnen Kläranlagen allerdings so ohne Weiteres auf alle übertragen lassen, ist zu bezweifeln. Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung jedenfalls hat bei einem Klärschlamm-Monitoring im Auftrag des Umweltbundesamtes 2010 in Klärschlamm aus kommunalen Abwasserreinigungsanlagen keine lohnenden Konzentrationen von Edelmetallen oder Seltenerdmetallen gefunden. Bei den gefragten Seltenen Erden etwa liegen die Konzentrationen um den Faktor 20 bis 200 unter denen in durchschnittlichen Erzen.
Generell sind seit 1977 die Werte für fast alle Metalle in den Klärschlämmen deutlich gesunken. Bei den giftigen Schwermetallen Kadmium, Blei und Quecksilber wurden die Werte in Deutschland nahezu halbiert. Relativ hoch sind die Konzentrationen allenfalls bei Massenmetallen wie Kupfer (ca. 300 Milligramm pro Kilo Trockenmasse), Mangan (mehr als 600 Milligramm/kg), Eisen oder Aluminium. Doch bei all diesen Metallen sind die aktuellen Weltmarktpreise zu niedrig, um sie rentabel aus dem Klärschlamm herauszuholen.
Ganz anders sieht es aus, wenn es sich um spezielle Industriekläranlagen handelt. So ist die größte »Goldmine« Japans eine Verbrennungsanlage, die Klärschlämme aus mehreren Elektronik- und Instrumentenbauunternehmen verarbeitet. Auch in Deutschland gibt es Forschungsprojekte, um aus Industrieabwässern bestimmte Metalle effektiver zurückzugewinnen. So hat ein Team vom Deutschen Textilforschungszentrum Nord-West um Klaus Opwis an der Uni Duisburg-Essen textile Filter entwickelt, die aus Abwässern einer Leiterplattenfabrik Palladium herausfiltern. Ein Industriepartner Duisburger Forscher will die Filter in seine Reinigungsanlagen einbauen. Wie Opwis gegenüber »nd« ergänzt, soll das Verfahren für Chrom angepasst werden. Denn es gibt in Deutschland noch etliche Standorte, wo der Boden mit giftigen und krebserregenden Chromaten verseucht ist. Um die Chromsalze aus der Erde herauszuholen, will Opwis ebenfalls seine Textilfilter einsetzen. Je nach dem gerade gewünschten Metall müssen die Fasern der Filter mit einer geeigneten Chemikalie imprägniert werden. Das sind sogenannte Polyelektrolyte, die je nach elektrischer Ladung und Atomgröße der gelösten Ionen mit jenen Komplexe bilden. Dadurch ist das Verfahren sehr selektiv.
Um die Textilfilter allerdings für Seltenerdmetalle einzusetzen, sieht Opwis noch einigen Forschungsbedarf. Denn das Absorptionsverfahren würde bei der derzeitigen Konstruktion neben Seltenerdmetallen auch das nicht gewünschte Aluminium herausfiltern.
Sind die Textilfilter voll, werden sie herausgenommen und verbrannt. Aus der Asche kann das Metall bzw. die jeweils gewünschte Verbindung dann zurückgewonnen werden. Im Falle des Palladiums etwa kann das auch eine Palladiumchloridlösung sein. StS
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