Schnelle technologische Entwicklungen sind ein Merkmal des modernen Lebens und hängen von der Versorgung mit einer wachsenden Anzahl verschiedener Rohstoffe ab, die von der Europäischen Union als kritisch eingestuft werden. Li, SEE (Seltene Erden Elemente) und Sc sind einige davon und werden auf dem Balkan angereichert, vor allem im Abfallprodukt der Aluminiumproduktion (aus Bauxiterz), dem sogenannten Rotschlamm. Die Europäische Union hat dreißig dieser Rohstoffe als kritisch eingestuft, weil sie für die EU von wirtschaftlicher Bedeutung sind und gleichzeitig Risiken für die Versorgung bergen. Die vorhandenen Explorationsmodelle für primäre und sekundäre Mineralvorkommen dieser Rohstoffe in vielen geologischen Systemen sind äußerst begrenzt. Eines der vielversprechendsten geologischen Systeme ist Bauxiterz und sein Abfallmaterial, der so genannte Rotschlamm.
Bauxit ist ein Gestein mit spezifischer mineralogischer und chemischer Zusammensetzung, das hauptsächlich aus Hydroxiden und Oxyhydroxiden von Aluminium besteht. Obwohl Bauxit traditionell als wichtigstes Aluminiumerz abgebaut wird, konzentrieren sich neuere Forschungen auf Bauxite als potenzielle Quelle für eine Reihe kritischer Metalle, insbesondere Seltene Erden (SEE). Darüber hinaus wird bestätigt, dass das bei der industriellen Verarbeitung von Bauxit (Bayer-Prozess) anfallende Abfallmaterial - das so genannte Tailings-Produkt – eine bis zu zweimal höhere Konzentration an Seltenen Erden aufweist als Bauxit.
Die offene Frage und der Hauptgedanke des Projekts besteht darin, herauszufinden, ob es eine Möglichkeit gibt, diese Materialien zu gewinnen, die sowohl wirtschaftliche als auch ökologische Aspekte berücksichtigt.
Das Hauptproblem bei der Gewinnung von SEEs besteht darin, einen Weg zu finden, ohne die Umwelt durch Säureauslaugung zu verschmutzen. Andererseits ist Rotschlamm aufgrund seines niedrigen pH-Werts und seiner Zusammensetzung aus sehr kleinen Partikeln (Nano- und Mikropatrikel) bereits ein großes Umweltproblem, weshalb dieses Material in flüssigem Zustand aufbewahrt wird (Seen aus Abfallmaterial).
Das Projekt umfasst zwei Phasen: einen geochemischen und mineralogischen Teil (Bestimmung der mineralischen Zusammensetzung von Bauxit und Rotschlamm und Konzentration der SEE-Phasen) und einen biohydrometallurgischen Teil (Biolaugung von SEE unter Verwendung verschiedener Mikroorganismen).
Die erste Phase wird an der Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover, Institut für Mineralogie, durchgeführt. Unsere neuen ICP-OES- und XRF-Analysen des Rotschlamms zeigen SEE-Konzentrationen von 2066 μg/g im Rotschlamm von Montenegro und 1712,1 μg/g im bosnischen Rotschlamm. Die höchste Konzentration hat Ce (723 - 858 μg/g), vor La (297 - 406 μg/g) und Nd (266 - 313 μg/g).
Die BCR-Extraktion wurde verwendet, um die Ergebnisse und die Wirkung organischer und anorganischer Säuren in einem Standardextraktionsverfahren mit der organischen Extraktion und Biolaugung zu vergleichen. Dieses Verfahren, das als Standardverfahren für Sedminets und Boden verwendet wird, hat gezeigt, dass zwar eine gewisse Menge an REEs aus den Proben ausgelaugt werden kann, jedoch keine nennenswerte Menge. Es zeigt sich, dass Ammoniumacetat den größten Einfluss auf Rotschlammproben hat. Der Biolaugungsprozess wurde sowohl an Bauxit als auch an Rotschlamm mit dem Mikroorganismus Acidithiobacillus ferrooxidans durchgeführt. In der Bauxitprobe wurden während der abiotischen und biotischen Auslaugung die REE-Elemente Ce, Nd und Y deutlich ausgelaugt, während etwas geringere Konzentrationen von La, Pr, Sm, Er und Yb ausgelaugt wurden. In Rotschlammproben zeigt die abiotische Auslaugung, dass nach 28 Tagen der Auslaugung die Konzentration der ausgelaugten Elemente gleich blieb, während nach 14 Tagen der Biotik bereits erhebliche Mengen an ausgelaugten Elementen vorhanden waren – Y, Ce, Nd, La, Sm, Pr, Er und Yb. Nach 28 Tagen biotischer Auslaugung verdoppelten sich die Konzentrationswerte im Vergleich zu 14 Tagen biotischer Auslaugung. Daraus kann gefolgert werden, dass die biotische Auslaugung mit Acidithiobacillus ferrooxidans Auswirkungen sowohl auf die REE-Auslaugung von Bauxit als auch von Rotschlamm hat, dieser Effekt jedoch in den Rotschlammproben stärker ist. Außerdem lässt sich schlussfolgern, dass die Dauer des Prozesses einen großen Einfluss auf die Konzentration der ausgelaugten Elemente hat.