Zink: Das Heinzelmännchen unter den chemischen Elementen
Wiederverwendung. Ein Forschungsprojekt der Montanuniversität Leoben versucht, Zinkrecycling nachhaltiger zu machen. Der „grüne Zink“gibt damit eine Perspektive zum Erhalt der Industrie in Europa, besonders für die Stahl- und die Bleiindustrie.
Zink ist so etwas wie das Heinzelmännchen unter den chemischen Elementen. Für die meisten Menschen unbemerkt erzeugt es bei verschiedensten Anwendungen erfreuliche Effekte. In Sonnencremes schützt es uns vor UV-Strahlung, in Autoreifen ermöglicht es eine längere Lebensdauer des Gummis und in Feuerwerkskörpern bringt es das ganz besondere Glitzern am Nachthimmel.
Am häufigsten wird Zink aber bei der Beschichtung von Stahl und Eisen verwendet, um das Metall vor Korrosion zu bewahren. Das ist besonders wichtig für die Bauindustrie und die Herstellung von Fahrzeugen und Haushaltsgeräten.
Biokohle für die Zinkgewinnung
In Europa verbrauchen wir pro Jahr rund 2,1 Millionen Tonnen Zink. Ein großer Teil der nötigen Erzkonzentrate wird jedoch aus Asien und Südamerika importiert. Nur gut die Hälfte wird aus europäischen Minen und Recycling gewonnen. Dabei spielt die Verwertung von Nebenprodukten eine zunehmend wichtige Rolle. Die Montanuniversität Leoben sieht sich deshalb den Recyclingprozess für Zink in einem Forschungsprojekt genauer an. In „Green Zinc“wollen Forscherinnen und Forscher um Gustav Hanke und Jürgen Antrekowitsch herausfinden, wie sich das Recycling von Zink in Zukunft nachhaltiger gestalten lässt.
Zink wird zum Beispiel in einem Verfahren aus einem Nebenprodukt der Stahlindustrie gewonnen. Dieser Prozess läuft an sich bereits gut, „aber man hat das Problem, dass wir fossile Kohlenstoffträger verwenden“, sagt Hanke. Um den Prozess nachhaltiger zu gestalten, experimentiert das „Green Zinc“Team mit Biokohle, die etwa aus Schadholz oder Holzabfällen gewonnen werden kann.
Bei Biokohle wiederum gibt es das Problem, dass sie schneller reagiert als die fossile Kohle, die derzeit im Recyclingprozess verwendet wird. Die Biokohle muss deshalb nachträglich verändert werden: „Das könnten wir zum Beispiel mit Zusatzstoffen erreichen, die die Reaktivität verringern“, sagt Hanke. „Oder wir verändern die Korngröße, also wir pressen sie zu Briketts, einfach ausgedrückt.“Dies sei eine niederschwellige Übergangslösung, bis das Recycling irgendwann einmal wirklich nachhaltig mit Wasserstoff betrieben werden kann.
Bleischlacke als Ersatz für Sand
Eine weitere wichtige Quelle für Zink sind Nebenprodukte aus der Bleiindustrie. In Erzen kommt Blei meistens gemeinsam mit Zink vor. Bei der Gewinnung von Blei bleibt demnach ein Reststoff übrig, die sogenannte Schlacke, in der sich neben anderen chemischen Elementen auch Zink findet. Diese Bleischlacke kann aufgearbeitet werden, um das verbleibende Zink heraus zu dampfen.
Bei dem Prozess bleibt wiederum eine Schlacke übrig, aus der alle gewinnbringenden Elemente weitgehend herausgefiltert wurden. Diese Schlacke wird als wenig umweltfreundlicher Abfall behandelt und muss häufig zu hohen Kosten deponiert werden. „Green Zinc“untersucht, wie diese Schlacke im Recyclingprozess verändert werden kann, um aus dem Reststoff einen Rohstoff zu machen: „Zum Beispiel als Sandersatz in der Baustoffindustrie“, sagt Hanke.
Allerdings bremst hier die Gesetzgebung. „Obwohl wir die nötigen Grenzwerte unterschreiten können, gibt es gesetzliche Rahmenbedingungen, die das nicht zulassen“, sagt Hanke. Auf der anderen Seite würden es die Anforderungen des Green Deal immer schwieriger und teurer machen, Schlacke zu deponieren. Wenn der Spagat zwischen Umweltschutz und globalem Wettbewerb nicht gelingt, müssten Blei- und Zinkhütten zusperren oder Europa verlassen. Es wäre nicht das erste Mal, sagt Hanke: „Europa ist leider in vielen Bereichen, was Rohstoffe angeht, global ziemlich bedeutungslos geworden. Hier übernimmt China immer mehr die führende Rolle.“