Bislang werden sie bei der Abwasserbehandlung kaum berücksichtigt – nicht, weil sie wertlos wären, sondern weil sie in der Regel keine negativen Umweltauswirkungen haben und ihre Konzentration in Abwässern daher nicht reguliert ist. Das tatsächliche Recycling-Potenzial ist deshalb weitgehend unbekannt.

Mehr als Lithium

Hier setzt „LiquidMining“ an: Das Projekt will erstmals systematisch erfassen, welche kritischen Metalle in industriellen Abwässern in Deutschland enthalten sind, in welchen Konzentrationen, in welchen Mengen und mit welchem wirtschaftlichen Potenzial. Ziel ist es, dieses „sekundäre Rohstofflager“ zu quantifizieren und technisch nutzbar zu machen.

Während sich die Universität Augsburg mit industriellen Abwässern beschäftigt, nehmen die Forschenden des Karlsruher Institut für Technologie im Projekt  natürliche Wässer in den Blick, etwa Thermal- und Grubenwässer. Diese können ebenfalls relevante Mengen an Lithium, Rubidium, Cäsium, Bor oder anderen Elementen enthalten. Während sich viele aktuelle Forschungsaktivitäten auf Lithium aus Geothermie konzentrieren, erweitert LiquidMining den Fokus bewusst auf weitere strategisch wichtige Metalle. Der interdisziplinäre Ansatz des Projekts besteht darin, gemeinsam mit den Industriepartnern Leiblein GmbH und G.E.O.S. Ingenieurgesellschaft mbH dieselben Technologien für natürliche und anthropogene Wässer weiterzuentwickeln und anzuwenden und dadurch Synergieffekte zu nutzen.

Von der Analyse zur Pilotanlage

Kern des Projekts ist die Entwicklung einer modularen Verfahrenskombination zur Rückgewinnung kritischer Metalle aus wässrigen Lösungen. Dazu werden unterschiedliche Technologien, etwa Sorptionsverfahren, Membrantechnik oder innovative Fällungs- und Abtrennverfahren, kombiniert und im Labormaßstab erprobt.

Ein besonderes Augenmerk liegt auf der Anpassungsfähigkeit des zu entwickelnden Verfahrens: Da Zusammensetzung, pH-Wert und Salzgehalt der Wässer stark variieren können, muss es flexibel auf unterschiedliche Bedingungen reagieren. In der zweiten Projektphase ist der Aufbau einer Pilotanlage geplant, die die technische und wirtschaftliche Machbarkeit im industriellen Maßstab demonstriert.

Sekundärrohstoffkarte für Deutschland

Ein weiterer Baustein des Projekts ist die Entwicklung einer „Sekundärrohstofflandkarte“. Analog zur klassischen Rohstoffexploration im Bergbau sollen erstmals flüssige Rohstoffquellen systematisch erfasst und bewertet werden. Ergänzt wird dies durch ein Bewertungstool, das Unternehmen ermöglicht, das Erlöspotenzial einer Metallrückgewinnung aus ihren Abwässern abzuschätzen.

Damit schafft LiquidMining nicht nur technologische Grundlagen, sondern auch Entscheidungsinstrumente für Industrie und Politik.

Beitrag zu Energiewende und Klimaschutz

Die Rückgewinnung kritischer Metalle aus Abwasser bietet erhebliche ökologische Vorteile gegenüber der Primärgewinnung im Bergbau. Energieintensive Schritte wie Erzabbau und -aufbereitung entfallen. Landschaftseingriffe, saure Grubenwässer oder radioaktive Rückstände – etwa bei der Gewinnung seltener Erden – können vermieden werden.

Gleichzeitig steigt mit Digitalisierung, Mobilitäts- und Energiewende der Bedarf an strategischen Rohstoffen für Batterien, Windkraftanlagen oder Halbleiter kontinuierlich. Europa verfolgt daher das Ziel, seine Rohstoffabhängigkeit zu reduzieren und Lieferketten resilienter zu gestalten. „LiquidMining leistet hierzu einen konkreten Beitrag: Die Rohstoffe von morgen könnten direkt in den Abwässern von heute liegen“, sagt Prof. Dr. Daniel Vollprecht, Lehrstuhlinhaber Resource and Chemical Engineering an der Universität Augsburg. Er leitet das Projekt, das seine Doktorandin Lisa-Marie Hess federführend bearbeitet. Beteiligt sind außerdem das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) sowie die Unternehmen Leiblein GmbH und G.E.O.S. Ingenieurgesellschaft mbH.

Gefördert wird „LiquidMining“ im Rahmen des 8. Energieforschungsprogramms der Bundesregierung im Förderbereich „Ressourceneffizienz und zirkuläre Wirtschaft“. Die Laufzeit beträgt drei Jahre.