In dem Bemühen, nachhaltige Extraktionsverfahren zu entwickeln, hat das Team der Prozessmetallurgie am HIF erfolgreich eine Pilotkampagne zur Vanadiumrückgewinnung in einem 100-Liter-Laugungsreaktor durchgeführt. Das Verfahren zielte auf LD-Schlacke ab, ein Nebenprodukt der Stahlherstellung, welche reich an wertvollen Elementen ist.

Im Laufe der Kampagne wurden 30 kg LD-Schlacke in drei Chargen verarbeitet. Bei jeder Charge wurden 10 kg Schlacke mit 80 Litern Lexivanten unter optimierten Bedingungen gelaugt. Der Auslaugungsprozess ergab eine Laugungslösung (pregnant leach solution, PLS) mit einem Vanadiumgehalt von ca. 2 g/L, wodurch eine beeindruckende Vanadiumextraktionseffizienz von fast 80 % erreicht wurde. Dies bestätigt die Wirksamkeit des untersuchten Verfahrens in einem der derzeit größten Demonstrationsmaßstäbe in der EU. Diese Technologie wird in den nächsten Schritten zur Rückgewinnung von V weiter untersucht und verwendet.

Zudem konnten aus jeder Charge auch 10 kg Gips (CaSO₄2H₂O) als Nebenprodukt gewonnen werden. Dieser Gips wurde thermisch behandelt, um ihn in Halbhydrat (CaSO₄-0,5H₂O) umzuwandeln, wodurch sich die Gesamtmasse aufgrund von Wasserverlusten auf etwa 26 kg reduzierte – ein wichtiger Schritt in Richtung einer wertschöpfenden Verwendung im Bauwesen.

Bild: Von links nach rechts: Großskalige Laugung von LD-Schlacke im 100-Liter-Maßstab; automatisierte Filtration des werthaltigen (V) Wassers; dekontaminierter Rückstand für Bauanwendungen.

Auf diese Weise demonstriert die LiDoVa-Forschung einen Kreislaufwirtschaftsprozess für Batteriemetalle (V) und nachhaltige Baumaterialien, wie z. B. Gips. Die recomine-Partner Nickelhütte Aue GmbH und die Technische Universität Chemnitz (TUC) unterstützen diese Entwicklungen im gemeinsamen Verbundprojekt. Mehr über das recomine-Projekt LiDioVa erfahren Sie hier.

Zukunftsaussichten: Gleichzeitig beginnt unser Team (HIF) mit internen Forschungsarbeiten zur selektiven Rückgewinnung von Vanadium aus dem PLS. In der kommenden Phase wird die Lösungsmittelextraktion mit einem Mischer-Setzer-System zur Isolierung und Reinigung von Vanadium eingesetzt, um hochgradige Vanadium-Konzentratlösungen für fortschrittliche Anwendungen zu produzieren. 

In Zukunft wird unser Projektpartner (TUC) aktiv die Verwendung des Halbhydratgipses bei der Entwicklung von alkalisch aktivierten Bindemitteln erforschen, um nachhaltige Baumaterialien aus industriellen Rückständen herzustellen. Diese integrierten Ansätze verbessern nicht nur die Ressourcenrückgewinnung aus Abfällen, sondern stehen auch im Einklang mit den Grundsätzen der Kreislaufwirtschaft und den Zielen der grünen Chemie. 

Projektlaufzeit: von 01.01.2023 bis 31.12.2025