Abfallsäuren aus der metallverarbeitenden und chemischen Industrie gelten nach dem Einsatz als belasteter Sonderabfall – dabei stecken in ihnen wertvolle Metalle und Seltene Erden, die bislang bei der Entsorgung verloren gehen. Das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT entwickelt gemeinsam mit FNE Entsorgungsdienste Freiberg GmbH im Projekt SäureWert ein Nanofiltrations-Verfahren zur Säurerückgewinnung, das Abfallströme in wiederverwendbare Rohstoffe verwandelt.
Grundlage ist ein kontinuierlich betriebenes Nanofiltrations-Verfahren mit säurebeständigen Membranen. Das zweijährige Projekt mündet in eine Pilotanlage bei FNE in Freiberg und zielt auf industriell skalierbare Lösungen für die Kreislaufwirtschaft.
Säurerückgewinnung durch Nanofiltration mit säurebeständigen Membranen
Säuren sind neben Erdöl-Folgeprodukten die meistgenutzten Betriebsmittel der produzierenden Industrie – allein in Deutschland wurden 2023 rund 2,83 Mio. Tonnen Schwefelsäure und 1,53 Mio. Tonnen Salzsäure produziert1, was etwa 34 kg pro Kopf entspricht. In metallverarbeitenden Betrieben kommen sie beim Beizen zum Einsatz, um Oberflächenqualität und Haltbarkeit von Metallprodukten zu sichern. Nach der Nutzung müssen diese Säuren neutralisiert und entsorgt werden, wodurch Schlämme und gefährliche Abfälle entstehen und wertvolle Rohstoffe verloren gehen.
Das Verfahren kombiniert Nanofiltration mit einer anschließenden Konzentratbehandlung. Kernstück sind neuartige Membranen mit hoher Säurebeständigkeit, die auch unter extremen Prozessbedingungen – hohe Temperaturen, niedrige pH-Werte, erhöhter Druck – zuverlässig arbeiten. Die Abfallsäuren werden so geführt, dass gelöste Wertstoffe auf der Membranseite zurückbleiben und von der gereinigten Säure getrennt werden können. Eine kontrollierte Verteilzeit der Lösung innerhalb der Membrananlage verhindert unkontrollierte Kristallbildung, die andernfalls zu Verblockungen und Stillstandzeiten führen würde.
Pilotanlage bei FNE: Von der Forschung in die industrielle Anwendung
Das Ergebnis des Gesamtprozesses sind wiederverwendbare Säuren – darunter Salzsäure und Schwefelsäure – sowie über weitere Prozessstufen wie Kristallisation oder Fällung gewinnbare Rohstoffe wie Chromnitrat oder Kupfersulfat. Lukas Rüller vom Fraunhofer UMSICHT: „Wenn Säuren und Metalle im Kreislauf bleiben, gewinnen Unternehmen und Umwelt gleichermaßen. Und wir machen einen wichtigen Schritt hin zu einer echten Kreislaufwirtschaft.“
Das auf zwei Jahre angelegte Vorhaben gliedert sich in zwei Phasen. Zunächst testen die Forschenden geeignete Membranen und stellen die Prozessparameter ein. In einem zweiten Schritt wird bei FNE Entsorgungsdienste Freiberg GmbH in Freiberg eine Pilotanlage errichtet und unter realen Betriebsbedingungen getestet. Parallel dazu führt das Projektteam Gespräche mit potenziellen Kunden, um weitere Anwendungsfälle zu identifizieren und tragfähige Geschäftsmodelle zu entwickeln.
- Verband der Chemischen Industrie e. V. (VCI): Chemiewirtschaft in Zahlen, Ausgabe 2024. Frankfurt a. M. ↩︎
