Weltweit fallen jährlich Millionen Tonnen Chromitaufbereitungsabfälle an. Ihre langfristige Lagerung beansprucht nicht nur Land, sondern führt auch zu einer enormen Verschwendung seltener Metallressourcen. Ein gemeinsames Team der Satbayev-Universität in Kasachstan und des indischen CSIR-Nationalen Metallurgischen Labors hat eine sequenzielle thermochemisch-hydrometallurgische Behandlungsroute entwickelt, mit der eine Chromextraktionsrate von 98–99 % aus den Abfällen erzielt und gleichzeitig eine signifikante Anreicherung von Platingruppenmetallen (PGMs) in der Restphase erreicht wird – mit lokalen Platinkonzentrationen von bis zu 3,8 Gew.-%. Diese bahnbrechende Arbeit wurde als Titelbeitrag in Band 16, Ausgabe 4 der MDPI-Flaggschiffzeitschrift Minerals (2026) veröffentlicht.

Chromitaufbereitungsabfälle (CBTs) stellen sowohl eine erhebliche Umweltbelastung dar als auch eine große Menge an nicht rückgewonnenen Wertmetallen. Etwa 84 % der weltweiten Chromitreserven konzentrieren sich auf Südafrika, Kasachstan und Simbabwe, sodass die großtechnische Aufbereitung zwangsläufig enorme Abfallmengen erzeugt.

Verfahrensroute: Drei Schritte mit unterschiedlichen Schwerpunkten

Das Forschungsteam entwickelte für die CBTs des kasachischen Bergbau- und Aufbereitungskombinats Donskoy eine sequenzielle thermochemisch-hydrometallurgische Behandlungsroute:

Alkalische Natriumcarbonat-Sinterung und Wasserlaugung: Nach dem gemeinsamen Rösten mit Na₂CO₃ bei 1000 °C und anschließender Wasserlaugung gelangen 98–99 % des Chroms in Lösung, während sich in der Restphase Nichteisenmetalle, Seltenerdelemente und Platingruppenmetalle (PGMs) anreichern;

Sulfatisierendes Rösten und Wasserlaugung: Fördert die Auflösung von Magnesium, Nickel und Seltenerdelementen;

Anreicherung der Platingruppenmetalle im Rückstand: Aufgrund der geringen Löslichkeit von Platin und Palladium unter den angewandten Bedingungen verbleiben sie hauptsächlich in der festen Phase.

Mikromechanismus: Lokale Anreicherung von Platingruppenmetallen auf 3,8 Gew.-%

Rasterelektronenmikroskopie und Elektronenstrahl-Mikroanalyse deckten eine entscheidende Erkenntnis auf: Platingruppenmetalle reichern sich selektiv in nickelhaltigen Mikroeinschlüssen an, wobei die lokale Platinkonzentration in nickelangereicherten Bereichen bis zu 3,8 Gew.-% beträgt.

Vom „Umweltproblem“ zur „strategischen Metallressource“

Diese sequenzielle Behandlungsstrategie ermöglicht eine hocheffiziente Rückgewinnung von Chrom und eine signifikante Anreicherung von Platingruppenmetallen in der Restphase. Sie zeigt das enorme Potenzial von CBTs als sekundäre Ressource für die integrierte Rückgewinnung mehrerer Metalle. Die Studie bietet ein reproduzierbares technologisches Paradigma für die ressourceneffiziente Nutzung ähnlicher Aufbereitungsabfälle weltweit und ist von großer Bedeutung für die Sicherung der Lieferketten kritischer Metalle.