Projekt

Bakterielle Laugungsverfahren, sogenanntes "Bioleaching", wurden bereits großtechnisch für die Primärgewinnung von Kupfer, Zink, Kobalt und Nickel angewendet. Doch auch im Recyclingbereich bietet die Biotechnologie attraktive Möglichkeiten für die innovative und umweltfreundliche Sicherung des Ressourcenbedarfs. Im Projekt sollte die Ausnutzung mikrobiologischer Stoffwechselprozesse auf die Rückgewinnung von Seltenen Erden aus elektronischen Abfallprodukten erweitert werden. Aufgrund der steigenden Nachfrage nach metallhaltigen Rohstoffen sind neue und umweltfreundliche Technologien der Gewinnung und Verarbeitung, aber insbesondere des Recyclings gefragt, um den Rohstoffbedarf zu decken. Gerade bei Seltenen Erden ist eine steigende Bedeutung für viele Technologien in der Elektronik und Erneuerbaren Energien zu verzeichnen, während gleichzeitig die Gewinnung in China und anderen nicht-EU-Staaten mit großen Umweltproblemen verbunden ist.

In technischen Materialien liegen Seltene Erden oft als Oxide oder Phosphatverbindungen vor. Im Projekt wurde die Solubilisierung solcher Oxide und Phosphate mithilfe von Mikroorganismen anhand von Modellverbindungen getestet. Für die Laugungsversuche wurden verschiedene Mikroorganismen mit unterschiedlichen Stoffwechselleistungen eingesetzt, darunter heterotrophe Säurebildner und acidogene Schwefeloxidierer. Geeignete Mikroorganismen wurden anschließend für die Laugung von Sekundärrohstoffen, wie Leuchtpulver aus Energiesparlampen, eingesetzt und Wechselwirkungen mittels verschiedener Methoden untersucht.

Am erfolgreichsten waren die Versuche mit heterotrophen Mikroorganismen. Insgesamt wurden 18 verschiedene mikrobielle Stämme (Bakterien und Hefen), die verschiedene organische Säuren produzieren, analysiert. Mithilfe von Mischkulturen konnten mehr als 12 % der Seltenen Erden gelöst werden. Vor allem Yttrium und Europium konnten freigesetzt werden. Die Arbeiten zeigten weiterhin, dass für eine Extraktion der Seltenen Erden die Anwesenheit der Mikroorganismen nicht unbedingt erforderlich ist, sondern gute Laugungsraten auch mit Kulturüberständen erreicht werden können. Zukünftige Arbeiten sollten sich daher auf Optimierungen der Metabolitproduktion konzentrieren.