Der Batterierohstoff Nickel

Märkte mineralischer Rohstoffe und Rohstoffforschung

Die BGR berät die Bundesregierung und die deutsche Wirtschaft zu den globalen Rohstoffmärkten und forscht an innovativen Gewinnungsverfahren.

Michael Szurlies: Die Marktmacht Indonesien und der globale Nickel-Markt

Nickel gehört zu den Schlüsselrohstoffen bei der Umsetzung der Energie‐ und Verkehrswende. Indonesien besitzt die weltweit größte Nickelförderung und verfügt zudem über die größten bekannten Nickelreserven. Zugleich ist das Land führender Produzent von Raffinadenickel und zweitgrößter Edelstahlproduzent. Es exportiert auch mit Abstand die größte Menge der für die Batterieherstellung wichtigen Vorprodukte MHP und Nickelmatte. In Indonesien gilt ein Exportverbot für Nickelerze. Seine Marktmacht bei dem Rohstoff festigte das Land vor allem auch durch chinesische Investitionen. Heute spielt Indonesien mit Blick auf den Einsatz von nickelreichen Batterien für den weiteren Markthochlauf der Elektromobilität eine entscheidende Rolle. Auffällig ist dabei die weitreichende vertikale Integration führender chinesischer Produzenten von Lithium‐Ionen‐Batterien und Edelstahl, was zu signifikanten Kostenvorteilen in den Lieferketten führt. So ist absehbar, dass das Nickelangebot auf den Weltmärkten auch in den kommenden Jahren hochkonzentriert bleiben wird. Welche Auswirkungen hat der massive Ausbau der Kapazitäten in Indonesien auf den Weltmarkt? Die Nickel‐Produktion wirft auch Fragen zur Nachhaltigkeit des Bergbaus in Indonesien auf. Zu den Umweltbelastungen zählen u.a. ein erheblicher Verlust von tropischem Regenwald und der erhöhte Kohlendioxidausstoß in der Weiterverarbeitung durch den Einsatz von Kohle.

Quelle: BGR

Stefanie Hetz, Srdjan Stankovic, Marcel Weber, Simon Goldmann, Herwig Marbler und Axel Shippers: BMBF Client ll Projekt BioProLat-Reduktives Bioprocessing zur Kobalt- und Nickel-Gewinnung aus Lateriten in Brasilien

Bei der Gewinnung von Nickel (und Kobalt) aus Laterit‐Erzen mittels Pyrometallurgie oder Hochdruck‐Säurelaugung (HPAL) fallen hohe Kosten für Ausrüstung, Energie‐ und Reagenzien an. Ziel des deutsch‐brasilianischen Verbundprojektes BioProLat ist die Entwicklung eines energiearmen und umweltfreundlichen biohydrometallurgischen Prozesses zur Aufbereitung von Laterit‐Erzen aus Brasilien. Mehrere acidophile Bakterien (Acidithiobacillus) sind in der Lage, die Oxidation von zugegebenem Schwefel (S) mit der Reduktion von Eisen(III) im Erz zu koppeln. Dadurch werden oxidierte Mineralphasen im Erz reduktiv aufgelöst, so dass Nickel und Kobalt in Lösung gehen. Zudem entsteht Schwefelsäure, die erforderlich ist, um weitere Mineralphasen aufzulösen und die Metalle in Lösung zu halten. Laborexperimente mit Rührtank‐Bioreaktoren und Perkolationssäulen wurden durchgeführt, um Parameter wie pH‐Wert, Temperatur, Belüftung und ein am besten geeignetes Bakterienkonsortium für die Biolaugung zu optimieren.
Eine Auswahl verschiedener Acidithiobacillus thiooxidans‐Stämme ergab nach 15 Tagen Biolaugung im Rührtank eine maximale Extraktion von 83 % sowohl für Nickel als auch Kobalt bei 10 % (w/v) Feststoffanteil einer Lateritprobe. Zur Biolaugung in Perkolatoren wurde das Erz vorher agglomeriert und ein maximales Ausbringen von 66% Nickel und 95% Kobalt wurde mit dieser Methode erzielt. Dieses Ergebnis eröffnet die Perspektive für eine kostengünstige Haldenbiolaugung für bestimmte Laterit‐Erze, wie sie in Finnland zur Nickelgewinnung aus sulfidischem Erz bereits eingesetzt wird.

Biolaugung eines Laterit‐Erzes aus Brasilien in 20 L Rührtank‐Bioreaktoren im Geomikrobiologie‐Labor der BGR Quelle: BGR

Über den Meeting-Link beitreten:
https://bgr-bund.webex.com/bgr-bund/j.php?MTID=mf2b88671cd5359a8a1c0aa79569943e2; Meeting-Kennnummer (Zugriffscode): 2743 251 2142 ; Meeting Passwort: tJk6kmnAT22