Oxidierte Platinlagerstätten: Platinmobilität bei Verwitterungsprozessen

Projektanfang: 01.03.2012

Projektende: 28.02.2015

Projektstand: 28.02.2015

Platingruppenelemente (PGE) bilden eine Gruppe von seltenen und edlen Metallen. Zu dieser Gruppe gehören Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium und Platin, welche meistens in Lagerstättentypen assoziiert mit Chromit und Fe-Ni-Cu-Sulfiden auftreten. Diese Metalle haben sehr ähnliche chemische und physikalische Eigenschaften und sind sehr gefragte Rohstoffe für Industrie und Technik. Hauptanwendungsbereiche sind Abgaskatalysatoren in der Automobilindustrie, aber auch in der Elektronik- und Schmuckindustrie. Somit sind PGE von sehr hoher Bedeutung für die deutsche Wirtschaft. Über 70 Prozent der weltweiten Vorräte an PGE kommen aus dem Bushveld Komplex in Südafrika. In diesem riesigen Gesteinskörper werden PGE aus drei Erzkörpern gewonnen: dem UG-2 Chromitit, dem Merensky Reef und dem Platreef. In den ersten 30 bis 50 Metern von der Erdoberfläche sind diese PGE-Erze jedoch zum Teil stark verwittert und das Ausbringen von PGE aus diesem oxidierten Erz ist mit herkömmlichen Aufbereitungsmethoden viel zu gering. Daher ist das Aufbereiten von oxidiertem PGE-Erz zur Zeit nicht rentabel, sodass diese Erze gegenwärtig lediglich auf Halde gelegt werden.

Tagebau am Platreef in Südafrika. Die verwitterten Gesteine nahe der Oberfläche sind deutlich an ihrer braunen Färbung zu erkennen Quelle: BGR

In dem Projekt „Platinmobilität bei Verwitterungsprozessen“ sollen Erkenntnisse über das Verhalten von PGE unter oxidierenden Bedingungen sowie Mechanismen für die Remobilisierung von PGE bei der Verwitterung gewonnen werden. Mit diesem Wissen können dann geeignete Aufbereitungsmethoden optimiert oder neuentwickelt werden. Hierfür werden an frischen und verwitterten Erzen vom Platreef aus dem nördlichen Bushveld Komplex mineralogische Untersuchungen durchgeführt, um unter anderem herauszufinden, in welchen Mineralen sich die PGE bei dem Verwitterungsprozess anreichern. Das Platreef ist ein bis zu 400 Meter mächtiger Erzkörper, der im Tagebau abgebaut wird. Neben Gelände- und Laborarbeiten werden zusätzliche experimentelle Untersuchungen zur Löslichkeit von PGE-Phasen unter oberflächennahen Bedingungen durchgeführt, um so das Verhalten von PGE während des Verwitterungsprozesses direkt zu simulieren und genauer zu untersuchen.

Auflichtmikroskopiebild von Pyrrhotin (rosabraun), Pentlandit (weißcreme) und Chalcopyrit (schwefelgelb) mit PGE-Bismuthotellurid (weiß), Platreef Quelle: BGR

In diesem Projekt sind darüber hinaus deutsche Universitäten mit der Bearbeitung von PGE-Erzen aus dem Bushveld Komplex beteiligt. An der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg werden frische und oxidierte Gesteinsproben des Merensky Reef charakterisiert, da die Aufbereitung von oxidiertem Merensky Reef zurzeit ebenfalls nicht wirtschaftlich ist. Weiterhin wird an der Jacobs Universität in Bremen getestet, ob mit selektiven Laugungsexperimenten an oxidierten PGE-Erzen die Ausbringrate von PGE signifikant erhöht werden kann. Hierbei wurden bereits hohe Ausbeuten von über 70 Prozent erzielt.

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