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„Schatztruhe“ Abwasser: Innovative Textilfasern filtrieren Wertmetalle

Wertvolle Abwässer

Die Aufarbeitung und Rückgewinnung von hochpreisigen Edelmetallen wie Platin, Gold, Palladium und Silber, aber auch von strategischen Metallen wie Gallium, Niob, Tantal und Indium sowie den Seltenen Erden wird in den kommenden Jahren und Jahrzehnten aufgrund ihres hohen Wertes und ihrer geringen Verfügbarkeit immer wichtiger. Vermehrt werden daher Sekundärrohstoffquellen gesucht. Neben Elektroschrott stellen Prozess- und Abwässer der Industrie eine bedeutende Wertmetallquelle dar. Wegen der häufig geringen Konzentrationen war es bisher jedoch nur schwer möglich, die „wertvolle Frachten“ gezielt herauszufiltern. Konventionelle Methoden wie die Elektrolyse, der Ionenaustausch oder die Extraktion erwiesen sich als zu aufwendig, im Ergebnis kaum rentabel und wenig umweltverträglich. Die Trenngenauigkeit reichte zudem oft nicht aus, um eine Qualität wie beim Primärrohstoff zu erreichen. 

Textilien zu entwickeln, die in der Lage sind, relevante Metalle zu isolieren und zurückzugewinnen – dies war Ziel des Projekts „Rückgewinnung von Wertmetallen aus wässrigen Reststoffströmen durch polyelektrolytfunktionalisierte Textilien“. Es wurde im Rahmen eines branchenweiten Vorhabens der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) im  Innovationsnetzwerk der AiF und ihrer Forschungsvereinigungen durchgeführt und mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert.

Innovative Textilfasern

Unter Federführung der AiF-Mitglieder Institut für Energie- und Umwelttechnik (IUTA) sowie Forschungskuratorium Textil (FKT) fixierten die Wissenschaftler der IUTA-Forschungsstelle sowie des beauftragten Deutschen Textilforschungszentrums Nord-West (DTNW) zunächst Polyelektrolyte an verschiedenen Textilien. Bei Polyelektrolyten handelt es sich um Moleküle, die in der Lage sind, aus bestimmten Lösungen Wertmetalle „herauszufischen“. Mit Hilfe von Polyesterfasern konnten die Forscher - zunächst im Labormaßstab - unterschiedliche Edelmetalle wie Gold, Silber, Platin und Palladium binden. Das Verfahren wurde in einem weiteren Schritt praxistauglich umgesetzt: Es gelang, aus mehreren hundert Litern Prozesswasser der Leiterplattenindustrie pro Kilogramm Textil 20 Gramm Palladium zurückzugewinnen. Neben den erheblichen wirtschaftlichen Vorteilen, die die Rückgewinnung durch dieses kostengünstige Verfahren mit sich bringt, dient es auch der Ressourcenschonung: So trägt das effektive Recycling einerseits dazu bei, Rohstoffe einzusparen - gleichzeitig wird verhindert, dass die im Abfallstrom hochgradig verdünnten Wertstoffe den Wirtschaftskreislauf für immer verlassen.

Branchenübergreifende Anwendung

Die Entwicklung innovativer Adsorbertextilien als Ergebnis dieses vorwettbewerblichen IGF-Vorhabens lässt weitere Anwendungsmöglichkeiten erkennen: Insbesondere kleinen und mittleren Unternehmen der Textilindustrie bietet sich die Chance, mit geringem Aufwand ein textiles Spezialprodukt herzustellen und erfolgreich zu vermarkten. Für mittelständische Unternehmen der metallverarbeitenden Industrie besteht der Anreiz, mit Hilfe des Textilmaterials auch aus niedrigkonzentrierten Reststofflösungen hochwertige Metalle zurückzugewinnen, sogar dort, wo sich eine Aufbereitung bisher mit konventionellen Methoden nicht lohnte oder unmöglich war. Einen großen Nutzen aus dem IGF-Projekt zieht die ebenfalls mittelständisch geprägte Branche des Anlagenbaus, die für Industriekunden entweder stationäre Filtermodule konstruieren und in Betrieb nehmen kann oder als Dienstleistung mobile Aggregate temporär zur einmaligen oder turnusmäßigen Abwasserfilterung bereit hält.

Preiswürdige Forschung

Die Ergebnisse dieses IGF-Vorhabens bestechen nicht nur durch die vielfältigen und branchenübergreifenden Nutzungsmöglichkeiten von der Textilindustrie über die Metallverarbeitung bis zum Anlagenbau. Sie leisten auch einen wichtigen Beitrag zur Ressourcenschonung und -effizienz, indem bislang nicht zugängliche Schätze „gehoben“ werden können. Als einer der drei Finalisten für den Otto von Guericke-Preis 2014, der von der AiF einmal im Jahr für herausragende Leistungen in der IGF vergeben wird, hat das Forscherteam des Projekts dafür besondere Anerkennung erhalten.

Ihre Ansprechpartner

Dr. Klaus Opwis, DTNW
opwis(at)dtnw(.)de
Tel. +49 2151 843 205

Frank Grüning, IUTA
gruening(at)iuta(.)de
Tel. +49 2065 418 213

Projekttitel: Rückgewinnung von Wertmetallen aus wässrigen Reststoffströmen durch polyelektrolytfunktionalisierte Textilien

Laufzeit: 08/2011 - 11/2013
Fördersumme: 440.700 €
Programm: Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF)
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)

Forschungsvereinigungen

Eingebundene Unternehmen

  • Eing Textilveredlung und Handelsgesellschaft mbH & Co. KG, Gescher
  • Gebr. Röders AG, Soltau
  • Heimbach Filtration GmbH, Düren
  • InovisCoat GmbH, Monheim
  • ITP GmbH - Gesellschaft für Intelligente Textile Produkte/NL Weimar, Weimar
  • Remondis Industrie Service GmbH & Co. KG, Herne
  • Roessing Textilausrüstung GmbH, Rhede
  • Ruwel International GmbH, Geldern
  • SAATI Deutschland GmbH, Raesfeld
  • TAG Composites & Carpets GmbH, Krefeld
  • Wieland Edelmetalle GmbH, Pforzheim

Forschungseinrichtungen

Foto: © DTNW, IUTA

Innovative Textilfasern filtrieren Wertmetalle – Flyer