Ein Forschungsteam der TU Bergakademie Freiberg untersucht, wie Zinn aus dem Mineral Kassiterit (Zinnoxid) ohne den Einsatz von Kohlenstoff gewonnen werden kann. Ziel ist es, ein Verfahren zu entwickeln, das ohne direkte CO2-Emissionen auskommt.
Kassiterit gilt als schwer aufzuschließendes Material, wird in der Industrie jedoch zunehmend nachgefragt, insbesondere für Anwendungen in der Elektronik- und Halbleitertechnik.
Zweistufiges Verfahren mit Wasserstoff
Die Forschenden entwickelten ein zweistufiges Verfahren: Im ersten Schritt wird eine geringe Menge Wasserstoff anstelle von Kohlenstoff eingesetzt. Etwa die Hälfte des Zinnkonzentrats wird dabei direkt zu reinem Zinn umgewandelt, begleitet von der Bildung von Wasserdampf und einer zinnhaltigen Schlacke.
„Kassiterit ist schwer zu knacken, das heißt nicht laugbar; die produzierte Schlacke hingegen schon. Durch eine chemische Laugung kann dann aus der Schlacke bei niedrigen Temperaturen das Restzinn gewonnen werden“, erklärte Projektleiter Professor Alexandros Charitos.
Von der Modellierung zum Laborversuch
„Was unsere Computermodelle vorhergesagt haben, konnten wir in Laborversuchen bestätigen: Im ersten Schritt reicht statt Kohlenstoff eine sehr geringe Menge Wasserstoff – trotzdem werden schon 50 Prozent des Kassiterits zu Rohzinn, ganz ohne direkte CO2-Emissionen.“
In weiteren Schritten erforscht das Team und weitere Arbeitsgruppen, wie das durch chemische Laugung gewonnene Zinn umweltschonend gereinigt und anschließend durch Elektrolyse gewonnen werden kann.
„Für die umweltschonende Gewinnung in Sachsen und Europa, aber auch für das Recycling von Zinn birgt das neue Verfahren großes Potenzial. Denn heute findet fast die gesamte weltweite Produktion von Zinn in Ländern mit schwacher Governance und oft unter selten erfassten Umweltauswirkungen statt“, so Charitos.
Förderung und Publikation
Die Dr.-Erich-Krüger-Stiftung fördert das Projekt der TU Bergakademie Freiberg.
Das Verfahren ist im Journal of Sustainable Metallurgy veröffentlicht.
