Fraunhofer UMSICHT und FNE Entsorgungsdienste Freiberg GmbH entwickeln ein Verfahren, das belastete Industriesäuren aufbereiten und Wertstoffe zurückgewinnen soll. Das Ziel ist, weniger Primärrohstoffe, weniger gefährliche Abfälle und eine ressourcenschonendere Produktion in Metallverarbeitung und Chemie.
Säuren gehören nach Angaben von Fraunhofer UMSICHT zu den wichtigsten Gebrauchsgütern der produzierenden Industrie. In metallverarbeitenden Betrieben kommen sie unter anderem in Beizprozessen zum Einsatz, wo sie die Oberflächenqualität und Haltbarkeit von Metallprodukten sichern. Allein in Deutschland wurden 2023 demnach 2,83 Millionen Tonnen Schwefelsäure und 1,53 Millionen Tonnen Salzsäure produziert, insgesamt gut 34 Kilogramm pro Kopf.
Gerade diese Mengen machen das Thema aus Sicht der Kreislaufwirtschaft relevant. Denn nach ihrem Einsatz gelten die Säuren laut Fraunhofer als belasteter Sonderabfall. Sie müssen neutralisiert und entsorgt werden, wodurch Schlämme und weitere gefährliche Abfälle entstehen. Gleichzeitig gehen mit den verbrauchten Säuren wertvolle Metalle und Seltene Erden verloren, also Rohstoffe, die in der Industrie weiterhin benötigt werden.
Nanofiltration soll Säuren und Wertstoffe trennen
An diesem Punkt setzt das Projekt „SäureWert“ an. Fraunhofer UMSICHT entwickelt gemeinsam mit der FNE Entsorgungsdienste Freiberg GmbH ein kontinuierlich betriebenes Verfahren aus Nanofiltration und nachfolgender Konzentratbehandlung. Zum Einsatz kommen dabei nach Institutsangaben neuartige, besonders säurebeständige Membranen, die auch extremen Prozessbedingungen bei pH-Wert, Temperatur und Druck standhalten sollen. Die Abfallsäuren werden mit speziellen Filtern so gereinigt, dass die gelösten Wertstoffe auf der Membranseite zurückbleiben. Ein zentrales technisches Detail ist die kontrollierte Verweilzeit der Lösung in der Membrananlage. Sie soll verhindern, dass sich Kristalle in der Membran bilden. Auf diese Weise wollen die Projektpartner Verblockungen und damit Stillstandzeiten vermeiden. Das Ergebnis des Prozesses sollen zum einen wiederverwendbare Säuren sein, zum anderen abgetrennte Rohstoffe, die sich über weitere Prozessschritte wie Kristallisation oder Fällung gewinnen lassen.
Nächster Schritt: Pilotanlage
Das Vorhaben ist auf zwei Jahre angelegt. In einem ersten Schritt testen die Forschenden geeignete Membranen und stellen die Prozessparameter ein. In einer zweiten Phase soll bei FNE in Freiberg eine Pilotanlage errichtet und im Betrieb getestet werden. Parallel will das Projektteam weitere Anwendungsfälle identifizieren und Geschäftsmodelle entwickeln. Fraunhofer UMSICHT formuliert das Ziel so, Säuren und Metalle möglichst im Kreislauf zu halten und damit einen Schritt hin zu einer ressourcenschonenderen industriellen Produktion zu machen.
Bild oben: Prozessentwicklung und technische Umsetzung bei Fraunhofer UMSICHT. Foto:
