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Deutsch-Chilenisches Institut für Rohstoffgewinnung aus Fluiden und integrative geologische Reservoirmodellierung, Teilvorhaben: Potenzialstudie für Deutschland zur Gewinnung von Lithium aus hydrothermalen Fluiden

INSPIRE SH Mineralische Bodenschätze LfU

Gebiete für die Sicherung und den Abbau oberflächennaher mineralischer Rohstoffe in Schleswig-Holstein.

Schwerpunktprogramm (SPP) 2238: Dynamik der Erzmetallanreicherung, Teilprojekt: Schwefel-Isotope und ihre Entwicklung in sedimentgebundenen Erzsystemen

Die nachhaltige Entwicklung kritischer Rohstoffe (CRM) ist eine der größten Herausforderungen, vor der unsere Gesellschaft im Zuge des Übergangs zu einer grünen, digitalen und kreislauforientierten Wirtschaft steht. Sedimentgebundene Erzlagerstätten sind gekennzeichnet durch hohe Metallkonzentrationen und einer mittleren bis hohen Fördermenge. Im Vergleich zu anderen Lagerstättentypen können sedimentgebundene Lagerstätten daher umweltfreundlicher abgebaut werden. Die wichtigsten Erze in diesen Lagerstätten bilden die beiden schwefelhaltigen Minerale Zinkblende (ZnS) und Bleiglanz (PbS). Um hochgradige Vorkommen zu bilden, sind daher nicht nur große Mengen an Metallen, sondern auch ebenso große Mengen an reduziertem Schwefel erforderlich. Das Erzvorkommen entsteht in der Regel dort, wo das hydrothermale Fluid, welches Zink (und Blei) transportiert, auf Gestein trifft, das große Mengen an reduziertem Schwefel enthält. Sedimentgebundene Lagerstätten bildeten sich nur in bestimmten Perioden der Erdgeschichte; in den heutigen Ozeanen entstehen keine solchen Lagerstätten mehr. Die Gründe dafür sind unklar, aber wir wissen heute, dass die Erzbildung stark von der Optimierung von Schlüsselprozessen abhängt und in alten Sedimentbecken wahrscheinlich mikrobielle Aktivitäten eine Rolle gespielt haben. Mikroben sind für für die Umwandlung von Sulfat aus altem Meerwasser zu reduziertem Schwefel wichtig, welcher wiederum die Grundlage für die Anreicherung der Metalle und die Erzbildung bildet. In diesem Projekt wollen wir neue Techniken entwickeln, um die mikrobielle Aktivität und die Bildung von reduziertem Schwefel in sedimentgebundenen Erzlagerstätten nachzuweisen. Dies wird uns dabei helfen zu verstehen, warum und wie sich große Lagerstätten bilden und wo sie vorkommen. Unser Projekt hilft somit die Entdeckung neuer Lagerstätten zu verbessern.

Bewertung der Umweltauswirkungen von Tiefseebergbau von Manganknollen und Massivsulfiden, Vorhaben: Benthische Organismen, Biogeochemie und natürliche Radioaktivität

Schwerpunktprogramm (SPP) 2238: Dynamik der Erzmetallanreicherung, Teilprojekt: Orogene Sb-Au-Lagerstätten als Archive von Fraktionierung und hydrothermaler Aktivität in Raum und Zeit

Orogene Sb-Au-Lagerstätten sind Archive jener Prozesse, die in den Orogenen in der mittleren und unteren Kruste abliefen. Die Elemente Antimon und Gold sind zusammen mit Arsen und Schwefel typische Bestandteile der Erze dieser Lagerstätten. Sie bildeten sich bereits in der frühen Erdgeschichte (Archaikum), allerdings gibt auch geologisch junge Beispiele aus dem Phanerozoikum. Eines der Ziele dieser Arbeit ist es, den Grad der Fraktionierung von Antimon aus dem Erdmantel in die Kruste mit Hilfe von Sb-Isotopen (d. h. ?123Sb -Werten) zu ermitteln. Unsere Arbeitshypothese ist, dass die Fraktionierung von Antimon und vielleicht auch der Begleitelemente (Au, As, S) schon früh in der Erdgeschichte abgeschlossen war. Diese Hypothese lässt sich anhand der unterschiedlichen Fraktionierungsmuster von Sb überprüfen, da dieses Element sowohl in Silikatschmelzen als auch in Metallschmelzen fraktioniert. Unsere früheren Arbeiten haben bereits gezeigt, dass die Remobilisierung von Sb-Erzen große Veränderungen in Bezug auf ?123Sb verursacht. Diese Arbeit soll an archaischen und proterozoischen orogenen Lagerstätten im ukrainischen Schild durchgeführt werden. Ein weiteres Ziel ist die Untersuchung der räumlichen Variationen von Sb-Au-Lagerstätten, die sich auf verschiedenen Krustenebenen innerhalb eines Lagerstättenfelds befinden können. Unsere Arbeitshypothese ist, dass Fluide, die die Bildung dieser Lagerstätten verursachen, große Krustenvolumina durchqueren und die Minerale nacheinander ablagern, was zu systematischen Mustern in ?123Sb führt, wie sie bereits in unseren früheren Untersuchungen innerhalb einzelner Lagerstätten beobachtet wurden. Für diese Arbeit werden wir eine Gruppe von Sb-Au-Lagerstätten in den Westkarpaten verwenden. Um die Daten korrekt zu interpretieren, werden Fraktionierungsfaktoren für die Sb-Minerale benötigt. Das letzte Ziel dieser Arbeit verknüpft die Feld- und die experimentelle Arbeit und wird dazu verwendet, die Fraktionierungsfaktoren ? der Sb-haltigen Feststoffe aus der Temperaturabhängigkeit der Parameter der Mössbauer-Spektren zu berechnen.

ThWIC: Integratives Water-Assessment: kennzahlgestützte Bewertung des nachhaltigen Umgangs mit Wasser (WatAs) - C

Projekt RiA – Rohstoffrückgewinnung durch innovative Asphaltaufbereitung nach dem NaRePAK-Verfahren (Nachhaltiges Recycling von PAK-haltigem Straßenaufbruch)

Die IVH, Industriepark und Verwertungszentrum Harz GmbH mit Sitz in Hildesheim (Niedersachsen) hat über mehrere Jahre zusammen mit der Umweltdienste Kedenburg GmbH, beide Entsorgungs-/Recyclingunternehmen im Unternehmensverbund der Bettels-Gruppe, Hildesheim, und der Eisenmann Environmental Technologies GmbH, Holzgerlingen, deren NaRePAK-Verfahren zur großmaßstäblichen Umsetzung weiterentwickelt. Stoffkreisläufe zu schließen und somit die effiziente und nachhaltige Nutzung begrenzter Ressourcen zu verbessern ist die erklärte Philosophie der IVH, hier fügt sich das RiA-Verfahren nahtlos ein. In Deutschland fallen jährlich erhebliche Mengen teerhaltigen Straßenaufbruchs an. Dieser Abfallstrom besteht weit überwiegend aus mineralischen Komponenten (z.B. Gesteinskörnungen und Feinsand) und enthält neben Bitumen krebserregende polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK). Letztere sind verantwortlich, dass dieser Massenstrom als gefährlicher Abfall eingestuft wird. PAK sind persistent und verbleiben ohne thermische Behandlung langfristig in der Umwelt. Die Abfallmengen sind dabei beträchtlich. Die Bundesregierung geht von einer Menge von etwa 600.000 Tonnen pro Jahr allein von Bundesautobahnen und -straßen aus, dazu kommt der Aufbruch von Landes- und Kreisstraßen, die mengenmäßig die Bundesautobahnen und -straßen weit übertreffen. Bisher wird teerhaltiger Straßenaufbruch überwiegend deponiert, wodurch die im Straßenaufbruch enthaltenen mineralischen Ressourcen dem Wertstoffkreislauf verloren gehen. Der in begrenztem Umfang alternativ mögliche Verwertungsweg: Kalteinbau in Tragschichten im Straßenbau, erfolgt ohne Entfernung der PAK und wird daher nur noch in geringem Umfang angewendet. Eine weitere Möglichkeit ist die thermische Behandlung in den Niederlanden. Dies ist nicht nur verbunden mit langen Transportwegen, auch arbeiten die niederländischen Anlagen in einem deutlich höheren Temperaturintervall – im Bereich der Kalzinierung (Kalkzersetzung) – was dazu führen kann, dass die mineralischen Bestandteile des Straßenaufbruchs nicht mehr die notwendige Festigkeit aufweisen, um für einen Einsatz als hochwertiger Baustoff für die ursprüngliche Nutzung des Primärrohstoffes in Frage zu kommen. Darüber hinaus wird beim Kalzinierungsprozess von Kalkgestein im Gestein gebundenes CO 2 freigesetzt. Mit dem Vorhaben RiA plant die IVH an ihrem Standort in Goslar / Bad Harzburg die Errichtung einer in Deutschland erstmaligen großtechnischen Anlage zur thermischen Behandlung von teerhaltigem Straßenaufbruch. Dabei soll eine möglichst vollständige Rückgewinnung der enthaltenen hochwertigen Mineralstoffe (Gesteinskörnungen)erfolgen. Gleichzeitig werden die enthaltenen organischen Bestandteile, die in Form von Teerstoffen und Bitumen vorliegen, als Energieträger genutzt. In der innovativen Anlage sollen pro Jahr bis zu 135.000 Tonnen teerhaltiger Straßenaufbruch mittels Drehrohr thermisch aufbereitet werden. Dabei werden im Teer enthaltene besonders schädliche Stoffe wie PAK bei Temperaturen zwischen 550 Grad und 630 Grad Celsius entfernt und in Kombination mit der separaten Nachverbrennung vollständig zerstört, ohne dass das Mineralstoffgemisch zu hohen thermischen Belastungen mit der Gefahr einer ungewollten Kalzinierung ausgesetzt ist. Zurück bleibt ein sauberes, naturfarbenes Gesteinsmaterial (ohne schwarze Restanhaftungen von Kohlenstoff), das für eine höherwertige Wiederverwendung in der Bauwirtschaft geeignet ist. Die mineralischen Bestandteile des Straßenaufbruchs können so nahezu vollständig hochwertig verwendet und analog Primärrohstoffen erneut bei der Asphaltherstellung oder Betonherstellung eingesetzt werden. Die organischen Anteile im Abgas werden mittels Nachverbrennung bei 850 Grad Celsius thermisch umgesetzt und vollständig zerstört. Die dabei entstehende Abwärme wird genutzt, um Thermalöl zu erhitzen, um damit Ammoniumsulfatlösungen einer benachbarten Bleibatterieaufbereitung der IVH einzudampfen, aufzukonzentrieren und so ein vermarktungsfähiges Düngemittel herzustellen. Das Thermalöl wird dazu mit 300 Grad Celsius zu der Batterierecyclinganlage geleitet. Die Wärme ersetzt dabei andere Brennstoffe wie z. B. Erdgas. Die verbleibende Abwärme aus der Nachverbrennung wird mittels drei ORC-Anlagen zur Niedertemperaturverstromung genutzt. Es werden ca. 300 Kilowatt elektrische Energie pro Stunde erzeugt. Die beim RiA-Verfahren entstehenden Abgase werden in einer mehrstufigen Rauchgasreinigung behandelt. Die Abgase der Drehrohr-Anlage werden dazu aufwendig mittels Zyklone und nachgeschaltetem Gewebefilter entstaubt. Schwefeldioxid und Chlorwasserstoff werden mittels trockener Rauchgasreinigung nach Additivzugabe abgeschieden. Die Umwandlung von Stickstoffoxiden erfolgt mittels selektiver katalytischer Reduktion mit Harnstoff als Reduktionsmittel. Die bereits genannte Nachverbrennung zerstört verbliebene organische Reste. Die wesentliche Umweltentlastung des Vorhabens besteht in der stofflichen Rückgewinnung des ursprünglichen hochwertigen Gesteins im teerhaltigen Straßenaufbruch, also durch Herstellung eines wiederverwendbaren PAK-freien Mineralstoffgemisches von gleicher Qualität wie die ursprünglichen Primärrohstoffe. Das heißt die besonders umweltschädlichen PAKs werden nachhaltig aus dem Stoffkreislauf entfernt. Mit der Anlage können von eingesetzten 135.000 Tonnen Straßenaufbruch rund 126.900 Tonnen als Mineralstoffgemisch in Form von Gesteinskörnungen und Füller zurückgewonnen und für die Wiederverwendung bereit gestellt werden. Die Gesamtmenge von 126.900 Tonnen pro Jahr reduziert den jährlichen Bedarf von Gesteinsabbauflächen bei einer Abbautiefe von 30 Meter um rund 1.460 Quadratmeter. Bezogen auf den angenommenen Lebenszyklus von 30 Jahren wird eine Fläche von ca. 4,4 Hektar Abbaugebiet allein durch diese Anlage nicht in Anspruch genommen. Zusätzlich wird in gleichem Maße wertvoller Deponieraum bei knappen Deponiekapazitäten eingespart. Bei erfolgreicher Demonstration der technischen und wirtschaftlichen Realisierbarkeit im industriellen Maßstab, lässt sich diese Technik dezentral auf verschiedene Standorte in Deutschland übertragen. Damit wird dem in der Kreislaufwirtschaft propagierten Näheprinzip entsprochen, das heißt die Transportwege und die damit verbundenen Umweltauswirkungen werden weiter reduziert. Auch der nach Region unterschiedlichen Gesteinsarten wird dabei Rechnung getragen. Branche: Wasser, Abwasser- und Abfallentsorgung, Beseitigung von Umweltverschmutzungen Umweltbereich: Ressourcen Fördernehmer: IVH, Industriepark und Verwertungszentrum Harz GmbH Bundesland: Niedersachsen Laufzeit: seit 2024 Status: Laufend

KlimPro: Reduzierte Prozessemissionen in der Stahl- und Zementherstellung - Aufbereitung und Nutzung von Roheisenentschwefelungsschlacke, Teilprojekt 4: Evaluation von Rezyklaten aus Roheisenentschwefelungsschlacke als Substitute für Zementrohstoffe

Oberflächennahe Rohstoffe

Die Geodaten Oberflächennahe mineralische Rohstoffe Sachsen-Anhalts enthalten landesweit den aktuellen lagerstättengeologischen Kenntnisstand aller Flächen auf denen derzeit wirtschaftlich gewinnbare Bodenschätze vorhanden sind oder unter lagerstättenkundlichen Gesichtspunkten erwartet werden können, sowie Informationen zu Art des Rohstoffs und den Erkundungsgrad der Potenzialflächen. Sie dokumentiert in übersichtlicher Form das derzeitige Wissen über wahrscheinlich oder vermutlich bauwürdige Rohstoffvorkommen des Landes und stellt eine unverzichtbare Voraussetzung für die Gewinnung und Sicherung von Rohstoffen. Der Datensatz basiert auf der Kenntnis der Art des Bodenschatzes, seiner Ausbildung und Verbreitung und zeigt das Potenzial an oberflächennahen mineralischen Rohstoffen auf. Zusätzlich werden im Datensatz die Bergbauberechtigungen mit den potenziell abbaubaren Rohstoffen sowie die sich daraus ergebenden aktuellen Abbaustellen eingebunden. Sachinformationen und deren Beschreibung erfolgen in den Geodaten unter Bergbauberechtigungen Sachsen-Anhalt.

Bergbau und Rohstoffe Sachsen-Anhalt (WFS-Downloaddienst)

Im Dienst werden die Geodaten der gültigen Bergbauberechtigungen sowie der Oberflächennahen mineralischen Rohstoffe von Sachsen-Anhalt bereitgestellt. Bereitstellung der Ebenen der Bergbauberechtigungen bestehend aus: - Bergbauberechtigung, Bodenschatz mit Angabe der potenziell abbaubaren Bodenschätze nach Bundesberggesetz, - Bergbauberechtigung aktuell als Auszug der Berechtsamsdaten. Die Beschreibung der Inhalte der einzelnen Datenebenen erfolgt in den Metadaten der jeweiligen Geodaten unter Bergbauberechtigungen Sachsen-Anhalt. Bereitstellung der Ebenen der oberflächennahen Rohstoffe in Sachsen-Anhalt bestehend aus: - Bergbau Aktivität, übertage, - Bergbau Bodenschatz, übertage, - Oberflächennahe mineralische Rohstoffe. Die Beschreibung der Inhalte der einzelnen Datenebenen erfolgt in den Metadaten der jeweiligen Geodaten unter Oberflächennahe mineralische Rohstoffe Sachsen-Anhalt. Maßstab: 1:25000, 1:50000; Bodenauflösung: nullm, nullm; Scanauflösung (DPI): null, null

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