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s/bio-leaching/Bioleaching/gi

Möglichkeiten einer ressourcenschonenden Kreislaufwirtschaft durch weitergehende Gewinnung von Rohstoffen aus festen Verbrennungsrückständen aus der Behandlung von Siedlungsabfällen

Ziel des vorliegenden Berichts war es, die beiden Optionen – der trockenen Entaschung/-schlackung und Nassentaschung/-schlackung im Wasserbad – hinsichtlich der Qualität der ausgelesenen Metalle und Mineralik experimentell zu untersuchen. Dazu wurden Aschen/Schlacken aus einer Abfallverbrennungsanlage nass und trocken ausgetragen und anschließend anhand aufbereitungstechnischer, metallurgischer sowie bautechnischer Charakterisierungsmethoden bewertet. Neben der klassischen Aufbereitung, wie beispielsweise Magnetscheidung, wurden im Labormaßstab neue Ansätze wie biologische und chemische Laugung sowie Bioflotation zur Metallrückgewinnung aus der Feinfraktion < 4 mm untersucht.

Teilprojekt 3.1: Gewinnung strategischer Metalle aus Wässern und Aufschlusslösungen

Das Projekt "Teilprojekt 3.1: Gewinnung strategischer Metalle aus Wässern und Aufschlusslösungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von G.E.O.S. Ingenieurgesellschaft mbH durchgeführt. Das Teilvorhaben zielt darauf ab, unter Nutzung der im Wachstumskern BioSAM zu entwickelnden Technologieplattform strategische Metalle aus Aufschlusslösungen und Bergbauwässern abzutrennen. Besonders stehen Lösungen des Bioleachings im Focus. Die im Wachstumskern zu entwickelnden Sensor-Aktor-Systeme sollen genutzt werden, um die Online-Analytik von gelösten Metallen zu ermöglichen und die hochselektive Anreicherung und Abtrennung der Metallionen zu erreichen. Durch die Online-Metallanalytik wird eine direkte Nachverfolgung des Laugungsprozesses hinsichtlich der Spurenelemente (In, Ga, SEE) möglich, wodurch eine Effizienzsteigerung erreicht werden kann. Ein weiteres Ziel besteht in der selektiven Abtrennung der Metalle aus Lösungen und Bergbauwässern mit Hilfe der Aktorkomponente. Hier ist es Ziel des Vorhabens, die von anderen Partnern des WK entwickelten Aktorsysteme zu testen und auf die benötigten Einsatzbedingungen anzupassen. Zuerst erfolgt die Auswahl von Biolaugungssystemen, mit denen die o.g. strategischen Metalle in Lösung gebracht werden können bzw. es werden Bergbauwässer od. andere Abwässer ausgewählt, in denen die Metalle zu finden sind. Danach erfolgen Screeningtests zur Bewertung metallspezifischer Bindungsschichten. Für die erfolgreichsten Sensor-Aktor-Systeme wird ein anlagentechnisches Konzept für die Spurenmetallsorption mit Integration der Sensorkomponente erarbeitet. Die Praxistauglichkeit des Systems wird zum Schluss in einer Versuchsanlage getestet.

Bakterielle Haldenlaugung polymetallischer Erze

Das Projekt "Bakterielle Haldenlaugung polymetallischer Erze" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Uranerzbergbau durchgeführt. Im Rahmen des F+E-Vorhabens 03 C 124 2 wurde ein Armerz des Key-Lake-Uranerz-Bergwerks mit Erfolg untersucht. Beim Abbau des Erzes fallen drei Armerzqualitaeten - Geroellerz, Sandsteinerz und Basementerz - an, die neben Uran laugbare Bestandteile wie Nickel, Arsen, Antimon, Blei, Kobalt, Molybdaen und Selen enthalten. Bisher stand infolge des Abbauplans nur die Erzqualitaet Geroellerz zur Verfuegung. Die in den letzten Monaten gewonnenen Betriebserfahrungen haben gezeigt, dass sich die Erzsorten im Laugungs- und Aufbereitungsverhalten unterscheiden. Daher ist es notwendig, die jetzt verfuegbaren Sandstein- und Basementerzsorten genau zu untersuchen, um Aussagen ueber die Metallgewinnung aus polymetallischen Erzen, die weltweit zunehmend an Bedeutung gewinnen, treffen zu koennen.

Teilvorhaben 1: Projektmanagement, Entsorgungskonzepte und LCA/LCC

Das Projekt "Teilvorhaben 1: Projektmanagement, Entsorgungskonzepte und LCA/LCC" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Einrichtung für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategien durchgeführt. Bei ReAK geht es um die Optimierung und Weiterentwicklung der existierenden Verfahren sowie die Etablierung neuer Verfahren im Umgang mit arsenreichen Kupfererzen und deren Konzentraten. Entlang der Prozesskette greift ReAK dabei gezielt an folgenden Punkten an: 'Flotation' Behandlung der arsenreichen Kupferfraktion - Röstung (sulfatisierend, partiell, pyrometallurgisch) - sulfidische Laugung - mikrobielle Laugung arsenhaltiger Minerale - Oxidative Extraktion zur As-Stabilisierung (Arsen (III) größer als oder gleich Arsen (V) größer als oder gleich Skorodit) - UV-Licht - Ozon und Ultraschall - elektrochemische Oxidation (Diamant-Elektrode) - mikrobielle Oxidation des mobilen Arsens Die erzielten Arsenverbindungen sollen hinsichtlich ihrer Mobilität untersucht und bewertet werden. Weiterhin ist die Entwicklung eines Entsorgungskonzeptes bis hin zur sicheren Deponierung wichtiger Bestandteil des Vorhabens. Im Sinne der besseren Vergleichbarkeit der erzielten Ergebnisse werden von allen relevanten Prozessen Bilanzierungen bezüglich der Umweltwirkungen und der Kosten durchgeführt. Neben der Verbreitung der Ergebnisse rundet eine umfangreiche Charakterisierung aller Ausgangs- und Zwischenprodukte das Projekt ab.

Teilprojekt 1: Mikrobielle Laugung mit heterotrophen Mikroorganismen / Silikatmobilisierung

Das Projekt "Teilprojekt 1: Mikrobielle Laugung mit heterotrophen Mikroorganismen / Silikatmobilisierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von G.E.O.S. Ingenieurgesellschaft mbH durchgeführt. Vorhabensziel: Ziel ist es, Technologien zu entwickeln um die in den Aschen der Braunkohlen enthaltenen Schwer-, Edel- und Spurenmetallen sowie Seltenen Erdenelemente und weiteren nutzbaren Wertstoffen wie Aluminium, Silikat und Magnesium einer wirtschaftlichen Verwertung zuzuführen. Die anfallenden sowie vorhandenen Aschemengen sollen durch GEOS erfasst werden. Nach einer Anreicherung der Wertstoffe durch Aufarbeitungstechnologien werden durch heterotrophe mikrobielle Laugungsprozesse die Wertstoffe und / oder die Silikatmatrix mobilisiert. Dazu erfolgt eine Laugung mit silikatsolubilisierenden Mikroorganismen und oder mit organische Säuren produzierenden Mikroorganismen. Zum Schutz vor Konkurrenzprozessen wird dabei auf stickstofffixierende Stämme Wert gelegt. Arbeitsplanung: Nach einer nassen und trockenen Aufarbeitung der Asche zur Anreicherung von Komponenten und einer Konzentratherstellung erfolgt eine mikrobielle Laugung mit heterotrophen Mikroorganismen. Zur Verwendung sind dabei säureproduzierende Stämme von Typ Acetobacter methanolicus und silikatauflösende vom Typ Bacillus mucilaginosus und B. circulans vorgesehen. Die Inhaltsstoffe in der Laugungslösung werden analysiert und das Ausbringen sowie die Extraktionsraten bestimmt. Durch Prozessanalysen werden die geschwindigkeitsbestimmenden Schritte erfasst und die Prozessbedingungen optimiert. Die Prozesse werden betriebswirtschaftlich bewertet.

Untersuchungen zur Effizienzsteigerung bei der Rückgewinnung von NE-Metallen und seltenen Erden aus festen Verbrennungsrückständen durch Einsatz unkonventioneller Aufbereitungsverfahren wie Bioakkumulation oder -flotation

Das Projekt "Untersuchungen zur Effizienzsteigerung bei der Rückgewinnung von NE-Metallen und seltenen Erden aus festen Verbrennungsrückständen durch Einsatz unkonventioneller Aufbereitungsverfahren wie Bioakkumulation oder -flotation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Angewandte Mikrobiologie, Professur für Allgemeine und Bodenmikrobiologie durchgeführt. Im Rahmen dieses Vorhabens sollen bisher nur im Ansatz erhobenen Daten zum Einsatz unkonventioneller Verfahren (z.B. sogen. Grüne Biotechnologie wie Bioakkumulation und Bioflotation) bei der Rückgewinnung von NE-Metallen und seltenen Erden (u.a. Neodym) aus festen Rückständen von Siedlungsabfallverbrennungsanlagen systematisch untersucht und durch Versuchsreihen ergänzt werden. Ziel ist es, die aus einem abgeschlossenen UFOPLAN-Vorhaben ableitbaren Ansätze einer verbesserten Metallrückgewinnung aus der Feinfraktion der Verbrennungsrückstände hinsichtlich ihrer qualitativen und quantitativen Perspektiven darzustellen und systematisch die Einsatzmöglichkeiten der sogenannten 'Grünen Biotechnologie' zu beschreiben. Ergänzend zum theoretischen Ansatz sollen Versuchsreihen durchgeführt werden, die eine Abgrenzung zwischen Bioakkumulation und Bioflotation ermöglichen. Zusätzlich soll eine Abgrenzung zur Chemisorption erfolgen, um auch die Möglichkeit des Einsatzes sauer Abgaswäscherflüssigkeiten zur Metallabscheidung zu betrachten. Die im Vorhaben zu ermittelnden Daten und Erkenntnisse sollen als Grundlage für eine anzustrebende großtechnische Umsetzung der Verfahrenskonzepte zur Metallabtrennung dienen und zur Weiterentwicklung des Standes der Technik der Metallrückgewinnung aus der Abfallverbrennung beitragen.

Teil 2

Das Projekt "Teil 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Novis GmbH durchgeführt. In Zusammenarbeit haben die Arbeitsgruppe Geomikrobiologie der Universität Tübingen und die Tübinger Novis GmbH folgende Forschungs- und Entwicklungsergebnisse zur biologischen Laugung der Hausmüllverbrennungsschlacke (MHKW) der Mannheimer Müllverbrennungsanlage MVV Energie erzielt. - Entwurf eines übergreifenden sozialen und politischen Konzepts zur Nutzung von Müllverbrennungsschlacken als Ressource für wirtschaftlich wertvolle Metalle und ökologisch verantwortungsvolle Baustoffe - Geochemische Charakterisierung der MHKW Schlacke: pH Wert, Wassergehalt, Elementzusammensetzung, Kohlenstoffanteil, Mineralogie - Bestimmung des wirtschaftlichen Potentials der Laugung von Metallen aus MHKW Schlacke, mit Finanzprognosen - Bestimmung chemischer Laugungsparameter der wirksamen Metalllaugung der MHKW Schlacke (pH, Temperatur, Korngröße, Verwendung verschiedener Säuren) - Bestimmung der biologischen Laugfähigkeit von laborbekannten Einzelbakterienstämmen (Acidithiobacillus ferrooxidans, Acidiphilium sp. SJH) zur wirksamen Metalllaugung von MHKW Schlacke - Bestimmung der biologischen Laugfähigkeit eines definierten mikrobiellen Gemisches aus 12 Bakterientypen (MicroVeda®) zur wirksamen Metalllaugung von MHKW Schlacke - Gewinnung innovativer, laugfähiger Bakterienkonsortien aus den Flusssedimenten des hochgradig metallhaltigen Flusses Rio Tinto in Spanien, perfekt angepasst an die geochemischen Parameter der MHKW Schlacke - Bestimmung physikalischer Laugungsparameter der wirksamen Metalllaugung der MHKW Schlacke (Art der Mischung von Schlacke und Laugungsflüssigkeit) - Errichtung einer Miniaturlaugungsanlage, die Metalle aus mehreren Kilogramm MHKW Schlacke industrienah laugt Übergreifend ist zu sagen, dass die Grundlagen zur Entwicklung einer wirksamen und ökonomischen Laugung von Metallen aus MHKW Schlacke gelegt werden konnten.

Teil 1

Das Projekt "Teil 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eberhard Karls Universität Tübingen, Fachbereich Geowissenschaften, Zentrum für Angewandte Geowissenschaften (ZAG), Arbeitsgruppe Umweltphysik durchgeführt. In Zusammenarbeit haben die Arbeitsgruppe Geomikrobiologie der Universität Tübingen und die Tübinger Novis GmbH folgende Forschungs- und Entwicklungsergebnisse zur biologischen Laugung der Hausmüllverbrennungsschlacke (MHKW) der Mannheimer Müllverbrennungsanlage MVV Energie erzielt. - Entwurf eines übergreifenden sozialen und politischen Konzepts zur Nutzung von Müllverbrennungsschlacken als Ressource für wirtschaftlich wertvolle Metalle und ökologisch verantwortungsvolle Baustoffe - Geochemische Charakterisierung der MHKW Schlacke: pH Wert, Wassergehalt, Elementzusammensetzung, Kohlenstoffanteil, Mineralogie - Bestimmung des wirtschaftlichen Potentials der Laugung von Metallen aus MHKW Schlacke, mit Finanzprognosen - Bestimmung chemischer Laugungsparameter der wirksamen Metalllaugung der MHKW Schlacke (pH, Temperatur, Korngröße, Verwendung verschiedener Säuren) - Bestimmung der biologischen Laugfähigkeit von laborbekannten Einzelbakterienstämmen (Acidithiobacillus ferrooxidans, Acidiphilium sp. SJH) zur wirksamen Metalllaugung von MHKW Schlacke - Bestimmung der biologischen Laugfähigkeit eines definierten mikrobiellen Gemisches aus 12 Bakterientypen (MicroVeda®) zur wirksamen Metalllaugung von MHKW Schlacke - Gewinnung innovativer, laugfähiger Bakterienkonsortien aus den Flusssedimenten des hochgradig metallhaltigen Flusses Rio Tinto in Spanien, perfekt angepasst an die geochemischen Parameter der MHKW Schlacke - Bestimmung physikalischer Laugungsparameter der wirksamen Metalllaugung der MHKW Schlacke (Art der Mischung von Schlacke und Laugungsflüssigkeit) - Errichtung einer Miniaturlaugungsanlage, die Metalle aus mehreren Kilogramm MHKW Schlacke industrienah laugt Übergreifend ist zu sagen, dass die Grundlagen zur Entwicklung einer wirksamen und ökonomischen Laugung von Metallen aus MHKW Schlacke gelegt werden konnten.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fritzmeier Umwelttechnik GmbH & Co. KG durchgeführt. Aus Verbrennungsaschen aus der thermischen Klärschlammverwertung wird ein nachhaltig hergestellter Langzeitdünger auf Phosphorbasis hergestellt, der keine Schwermetalle mehr enthält und langzeitpflanzenverfügbar ist. Dazu wird das P-Bac Verfahren der Fritzmeier Umwelttechnik GmbH verwendet, dass ein phosphorreiches P-Rezyklat generiert durch mikrobiologisches Phosphorleaching aus der Asche. Dieses Rezyklat wird bei ICL Fertilizers granuliert. Um ein stabiles und haltbares Granulat zu erzeugen, werden verschiedene Zusätze und stickstoffbasierte Düngemittel als Zuschlagstoffe verwendet. Die Fraunhofer-Projektgruppe IWKS begleitet beide Unternehmen auf dem Weg zum fertigen Produkt. Die Asche wird von der Münchener Stadtentwässerung zur Verfügung gestellt. Ziel des innovativen Vorhabens ist, ein marktfähiges, preislich mit konventionellen Düngemitteln konkurrenzfähiges P-Düngemittel herzustellen, das im Anschluss an dieses Verfahren großtechnisch produziert werden soll. Fritzmeier Umwelttechnik stellt das P-Bac verfahren zur Verfügung, dass im Rahmen des Vorhabens auf seine Wirtschaftlichkeit getrimmt werden soll. Dazu wird das leaching verbessert, durch geänderte Aufzuchtmethoden der Bakterienkulturen und ggfs. Anpassungen im Reaktor des laching Verfahrens. ICl prüft das gewonnene Material auf seine Einsatzfähigkeit als Ausgangsmaterial für Mehrnährstoffdünger durch Granulation (mit und ohne Zuschlagstoffe). Fraunhofer erstellt ein Konzept für die Verwertung der anfallenden Reststoffe und übernimmt die analytische Begleitung des Vorhabens.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Silicatforschung (ISC), Projektgruppe für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie (IWKS) durchgeführt. Aus Verbrennungsaschen aus der thermischen Klärschlammverwertung wird ein nachhaltig hergestellter Langzeitdünger auf Phosphorbasis hergestellt, der keine Schwermetalle mehr enthält und langzeitpflanzenverfügbar ist. Dazu wird das P-Bac Verfahren der Fritzmeier Umwelttechnik GmbH verwendet, dass ein phosphorreiches P-Rezyklat generiert durch mikrobiologisches Phosphorleaching aus der Asche. Dieses Rezyklat wird bei ICL Fertilizers granuliert. Um ein stabiles und haltbares Granulat zu erzeugen, werden verschiedene Zusätze und stickstoffbasierte Düngemittel als Zuschlagstoffe verwendet. Die Fraunhofer-Projektgruppe IWKS begleitet beide Unternehmen auf dem Weg zum fertigen Produkt. Die Asche wird von der Münchener Stadtentwässerung zur Verfügung gestellt. Ziel des innovativen Vorhabens ist, ein marktfähiges, preislich mit konventionellen Düngemitteln konkurrenzfähiges P-Düngemittel herzustellen, das im Anschluss an dieses Verfahren großtechnisch produziert werden soll. Fritzmeier Umwelttechnik stellt das P-Bac verfahren zur Verfügung, dass im Rahmen des Vorhabens auf seine Wirtschaftlichkeit getrimmt werden soll. Dazu wird das leaching verbessert, durch geänderte Aufzuchtmethoden der Bakterienkulturen und ggfs. Anpassungen im Reaktor des laching Verfahrens. ICl prüft das gewonnene Material auf seine Einsatzfähigkeit als Ausgangsmaterial für Mehrnährstoffdünger durch Granulation (mit und ohne Zuschlagstoffe). Fraunhofer erstellt ein Konzept für die Verwertung der anfallenden Reststoffe und übernimmt die analytische Begleitung des Vorhabens.

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