Das Halbmetall Antimon wird in der Europäischen Union sowie in den USA als kritischer Rohstoff eingestuft. Das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS hat mit dem Unternehmen GEM Recovery Systems GRS ein patentiertes Verfahren entwickelt, das die Analyse solcher Antimon-Materialpartikel in Gestein mithilfe modernster Sensortechniken ermöglicht. So sind wir in der Lage, Seltene Erden und Minerale im Gestein zu erkennen und von wertlosen Bestandteilen zu trennen – und so deutlich mehr Unabhängigkeit in Bezug auf diesen kritischen Rohstoff zu erhalten.
Antimon ist ein entscheidender Bestandteil vieler Produkte: Es findet u.a. Verwendung in der Halbleitertechnik, als Legierungsbestandteil mit Zinn und Blei sowie auch in Autobatterien. Die mitunter größten Antimon-Lieferanten auf dem Weltmarkt sind derzeit China und Russland. China setzt allerdings zum 15. September 2024 Ausfuhrbeschränkungen des seltenen Rohstoffs um, was zu einem starken Rückgang der Verfügbarkeit führen könnte. Daher wird der zuverlässige Zugang zu neuen Antimonvorkommen immer entscheidender.
Eine Lösung für die Industrie erarbeitet das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS gemeinsam mit dem Industriepartner GEM Recovery Systems GRS. Die Forschenden entwickeln dafür eine sensorbasierte Sortierungstechnologie, mit deren Hilfe sich das Halbmetall im Bergbau erkennen lässt. »Antimon tritt als Nebenprodukt auf, etwa in Goldminen«, erklärt Alexander Ennen. Der Abteilungsleiter und Experte für Rohstoff, Produktentwicklung und Recycling am Fraunhofer IIS beschreibt den Ansatz: »Mittels Röntgentechnologie möchten wir den Stoff von anderen Gesteinen isolieren – und dabei im Vergleich zum herkömmlichen Abbau Ressourcen wie Wasser und Energie einsparen.«
Technologie der sensorbasierten Gesteinssortierung
Die sensorbasierte Gesteinssortierung ist ein innovatives Verfahren, das die Analyse von Materialpartikeln mithilfe modernster Sensortechniken im Gestein ermöglicht. Unsortiertes Gestein wird auf einem Hochgeschwindigkeitsförderband verarbeitet, wo ein Multi-Energie-Röntgensensor (ME-XRT) zum Einsatz kommt. Dieser Sensor liefert präzise Informationen über den Gehalt der Gesteine und ermöglicht es, Zielminerale – beispielsweise Antimon – zu erkennen und von wertlosen Stoffen zu trennen.
»Die neue Technologie ermöglicht es, Abraumgestein von Zielmineralen zu trennen und ein sogenanntes Superkonzentrat zu erzeugen«, erklärt Roy Spencer von GRS. Laut dem Geologen wird im Anschluss lediglich dieses Konzentrat an eine stark reduzierte konventionelle Aufbereitungsanlage geschickt. Das Materialvolumen reduziert sich so erheblich – und damit auch der Wasser- und Energieverbrauch sowie die gesamten Investitionskosten.
Zukunftsperspektiven der Rohstoffgewinnung
Die Implementierung dieser Technologie könnte die Zukunft der Rohstoffgewinnung und -verarbeitung nachhaltig beeinflussen. Durch den Einsatz fortschrittlicher Algorithmen zur Bildanalyse können nicht nur Antimon, sondern auch andere kritische Zielminerale identifiziert werden. Die Zusammenarbeit zwischen Fraunhofer IIS und GRS zielt darauf ab, die Effizienz der Rohstoffgewinnung zu verbessern und die Wirtschaftlichkeit in der Bergbauindustrie zu steigern. »Wir sind überzeugt, dass diese Technologie einen Wendepunkt darstellen wird«, betont Ennen.
Quelle: Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS
