Primärproduktion

Die PGM-Vorkommen lassen sich in PGM-dominierte und Nickel/Kupfer dominierte Lagerstätten unterteilen. In beiden Fällen handelt es sich dabei um sulfidische Erze. In den PGM-dominierten Abbaugebiete in Südafrika und den USA werden vor allem PGM abgebaut. Nickel, Kupfer und teilweise noch andere Metalle wie Chrom, Kobalt, Silber und Gold fallen als Koppelprodukte an. In den Ni-Cu-dominierten Abbaugebieten in Sibirien und Kanada ist es umgekehrt- hier fallen die PGM als Koppelprodukte an. Man kann dies auch so verstehen, dass der Abbau der jeweils dominierenden Produkte auch betrieben würde, wenn die Koppelprodukte nicht vorhanden wären.

Die Dominanz der PGM oder Buntmetalle beeinflusst auch die Verfahrensweise der Gewinnung - und damit die Umweltauswirkungen.

Abbau der Erze

Alle relevanten Förderstätten werden im Untertagebau betrieben. Um die Weiterverarbeitung zu erleichtern, wird möglichst wenig taubes Gestein gefördert.

Aufbereitung der Erze

Im ersten Schritt werden die verwertbaren Erze zerkleinert und in einem anschließenden Trennungsschritt (Schwerkrafttrennung oder Flotation) konzentriert und von großen Teilen der Gangart getrennt. Der Prozess dient dazu, die bei der anschließenden Verhüttung zu behandelnden Mengen so gering wie möglich zu halten. Von den abgetrennten, nicht verwertbaren Erzbestandteilen können zwischen 25 und 75% als Bergversatz genutzt werden. Der Rest muss gelagert oder weiterverarbeitet werden. Werden die fein gemahlenen Teile verweht, können sie durch ihre sulfidischen Anteile zur Versauerung und zur Schwermetallbelastung beitragen. Da es sich um eine rein physikalische Aufbereitung handelt, hängt die Zusammensetzung des Konzentrats hauptsächlich vom Ausgangsmaterial ab.

Verhüttung

Rösten

Durch das Rösten bei 600 bis 700°C wird das enthaltene Eisen oxidiert, das Erzkonzentrat getrocknet und vorgeheizt. Nickel und Kupfer werden dabei nur zu geringen Anteilen oxidiert, da Eisen eine größere Affinität zu Sauerstoff hat. Das Rösten kann auch in einem Schritt mit dem Schmelzen ausgeführt werden.



Schmelzen

Beim Schmelzen mit etwa 1400°C werden die wertvollen Metalle in einer Nickel-Kupfer-Matte konzentriert und der größte Teil des Eisensulfids eliminiert. Es kommen dabei für Ni-Cu-dominierte Erze gasbefeuerte Schwebeschmelzöfen und für PGM-dominierte Erze Elektroöfen zum Einsatz. Dabei kommt es neben dem weiteren Rösten zu einer Verschlackung des Magnetits (Fe3O4) mit Silikaten (Flussmittel), die bei diesem Prozess zugefügt werden.

Die Matte, in der auch die PGM enthalten sind, wird abgezogen und in einem Konvertierungsschritt weiterbehandelt.



Konvertieren

Das restliche Eisen wird aus der niedrig konzentrierten Matte entfernt. Dabei wird auch ein großer Teil des Schwefels oxidiert und aus dem Schmelzbad ausgeblasen. Das Ausblasen der Schwefeloxide macht den Prozess für die Betrachtung der Umweltauswirkungen besonders relevant.

Der wesentliche Vorteil der Konvertermatte ist, dass die Elemente Schwefel und Eisen, welche die weitere Verarbeitung stören würden, nicht mehr enthalten sind. Die genaue Zusammensetzung der Matte hängt vom Ausgangsmaterial ab und wurde von den Produzenten bisher nicht veröffentlicht.

Zur Art und Menge der in den verschiedenen Verfahrensschritten zugesetzten Chemikalien (z.B. Flussmittel) liegen ebenfalls keine Informationen vor.

Abtrennung der Koppelprodukte

Bei der Buntmetallabscheidung werden Nickel und Kupfer von den PGM getrennt. Zurück bleibt ein Konzentrat, dass neben den verschiedenen PGM nur noch Gold und Silber enthält. Zu diesem Prozess sind ebenfalls nur wenige Daten verfügbar. Lediglich ein hoher Stromverbrauch, der bis zu 119 GWh/t PGM (Falconbridge) betragen kann, ist bekannt. Der Stromverbrauch wird jedoch bei der Allokation teilweise den Buntmetallen zugerechnet.

Raffinierung der PGM

Im letzten Schritt werden die 6 PGM sowie Gold und Silber in einem mehrstufigen Verfahren, das mehrere interne Recyclingloops umfasst, abgetrennt. Dabei werden die Metalle teilweise in Säure aufgelöst und durch verschiedene Ausfällungs-Reaktionen oder Reaktionen mit unterschiedlichen organischen Materialien abgetrennt. Die dabei angewendeten Verfahren sind sehr komplex und werden von den Produzenten meist vertraulich behandelt. Laut Öko-Institut Freiburg hat dieser letzte Schritt der Primärproduktion aber nur noch geringen Einfluss auf die Gesamtbilanz und wird deshalb hier nicht weiter berücksichtigt [Hochfeld-1997].

In den folgenden Abschnitten zu den einzelnen Erzeugerländern sind nur die jeweils verfügbaren Daten aufgeführt.

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