Dass sich die UNO mit dem Thema Wasser überhaupt beschäftigen musste, ist der Skandal. Es ist vor allen Dingen die Industrie, die dieses Recht zunichte macht. Aber auch Verschwendung in unserer westlichen Welt. Warum gibt es keine  staatliche Vorschrift, dass alle Bauten – privat oder industrieell – nicht die alte Methode der Regenspeicherung in Zisternen nutzen müssen. Das würde auch die Kanalisation und Kläranlagen erheblich entlasten, die bei einem zu großen Regenanfall verseuchtes Wasser in Grundwasser und Flüsse spülen. Noch besser wäre eine zusätzliche Vorschrift, dass das Brauchwasser aus den Zisternen in einer gesonderten Leitung für Toilettenspülung und Gartenbewässerung genutzt würde. Ich selbst habe sehr gute Erfahrungen auf meinem Landhausgelände gemacht und kann es nur jedem empfehlen, es spart Geld und Ressourcen.

Hierzu zunächst ein positiver Bericht: Den Wasserverbrauch im Bergbau reduzieren // Digitalisierung in der Aufbereitungstechnologie hilft, das kostbare Gut effizient einzusetzen

und dann ein negativer Bericht: Weltwassertag: Recht auf Wasser weltweit verletzt

Den Wasserverbrauch im Bergbau reduzieren

Digitalisierung in der Aufbereitungstechnologie hilft, das kostbare Gut effizient einzusetzen

Der Weltwassertag am 22. März mahnt an den sorgfältigen Umgang mit einer lebenswichtigen Ressource, von der auch zahlreiche Industrien abhängig sind. Ein Beispiel ist die Aufbereitung von mineralischen Erzen. Wie der Wassereinsatz optimiert werden kann, zeigen Forscher des Helmholtz-Instituts Freiberg für Ressourcentechnologie (HIF) jetzt am Beispiel des Rohstoffs Fluorit. Sie haben ein neues Verfahren entwickelt, das die Simulation des Aufbereitungsprozesses erweitert. Dieses zeigt an, wo sich Wasser sinnvoll mehrfach einsetzen lässt, ohne dass es bei der Erzanreicherung zu Verlusten kommt. Der Verbrauch an Frischwasser lässt sich damit deutlich verringern. Das kommt nicht nur der Umwelt zugute, sondern auch den Bergbaufirmen, weil es die Rohstoffgewinnung effizienter macht. Ihr neues Verfahren stellen die Forscher in der Fachzeitschrift „Journal of Environmental Management“ (DOI: 10.1016/j.jenvman.2018.11.139) vor.

Das HIF gehört zum Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf und kooperiert eng mit der TU Bergakademie Freiberg.

Ob im Smartphone, modernen Autos oder Anlagen zur klimafreundlichen Solarstromerzeugung – Hightech-Werkstoffe sind aus dem Alltag nicht mehr wegzudenken. Zwar kann Recycling den Rohstoffbedarf teilweise decken, der Großteil der Materialien kommt aber nach wie vor aus dem Bergbau. Die Umweltauswirkungen sind bekannt: Flächenverbrauch, zusätzliche Verkehrswege sowie Siedlungen in oft entlegenen Gebieten. Hinzu kommen oftmals auch ein großer Wasserbedarf und entsprechende Mengen an Abwasser. HIF-Forscher um den Verfahrensingenieur Bruno Michaux haben gemeinsam mit Kollegen in Finnland eine Methode entwickelt, um den Wassereinsatz in der Aufbereitung mineralischer Rohstoffe nachhaltiger zu gestalten. Am Beispiel des Minerals Fluorit zeigt das Team, wie mithilfe einer Prozess-Simulation der Wasserverbrauch deutlich gesenkt werden kann.

Das Mineral Fluorit –  in der Mineralogie auch als Flussspat bekannt und chemisch als Calciumfluorid bezeichnet – ist ein wichtiger Rohstoff für die Industrie. Es wird beispielsweise für die Verhüttung von Eisen eingesetzt, für die Aluminiumgewinnung oder in der Chemieindustrie als Rohstoff für Fluor und Flusssäure. Das wohl bekannteste Produkt der Fluorchemie ist das Fluorpolymer PTFE, das unter den Handelsnamen Teflon und Gore-Tex bei Membranen vertrieben wird.

Erzaufbereitung als Wasserschlucker

„Bei der Gewinnung von Fluorit wird viel Wasser verbraucht. Abhängig vom örtlichen Klima, vor allem aber von der Auslegung der Aufbereitungsanlage können es bis zu 4000 Liter pro Tonne Erz sein“, erläutert Bruno Michaux. Das Wetter können die HIF-Forscher natürlich nicht beeinflussen, aber sie können dazu beitragen, die Aufbereitung zu optimieren. In diesem Prozessschritt wird aus dem geförderten Erz das wertlose Nebengestein abgetrennt, um den Fluorit-Anteil von unter 50 Prozent auf bis zu 98 Prozent zu steigern. Dazu nutzen die Ingenieure das Verfahren der Flotation. Grob vereinfacht funktioniert es folgendermaßen: Das Erz wird gemahlen und mit viel Wasser vermischt. Dann werden verschiedene Chemikalien hinzugefügt; sie binden an die Fluoritpartikel und machen deren Oberfläche wasserabweisend (hydrophob). Nun wird Luft hineingepumpt. Die aufsteigenden Blasen nehmen die hydrophoben Partikel mit an die Oberfläche. Der Fluorit reichert sich im Schaum an, das Nebengestein bleibt zurück. Bevor es auf Halde gelagert oder als Füllmaterial wieder untertage gebracht wird, muss es entwässert werden. Um die gewünschte Konzentration an Fluorit zu erreichen, wird die Flotation mehrfach wiederholt. Entsprechend viel Wasser ist nötig.

„Bergbaufirmen versuchen, den Verbrauch von Wasser zu verringern, indem sie es mehrfach nutzen“, berichtet Michaux. „Allerdings enthält das gebrauchte Wasser Stoffe, die bei der weiteren Aufbereitung stören können – und das gilt es zu vermeiden.“ Zum Beispiel geht es um Calcium- und Magnesium-Ionen, die eine Hydrophobierung des Fluorits behindern. Wie stark dieser Effekt zum Tragen kommt, hängt von der Konzentration der Ionen ab. Die neue Methode berücksichtigt nun den Einfluss der jeweiligen chemischen Zusammensetzung des Wassers auf die Flotation. Anhand ausführlicher Versuche mit Fluoriterz im Labor erhielten die Forscher Daten, die das komplexe Zusammenspiel der Chemikalien widerspiegeln, und integrierten diese in die Simulationssoftware HSC Sim. In der Bergbauindustrie wird diese eingesetzt, um unterschiedlich zusammengesetzte Erzströme abzubilden und Aufbereitungsprozesse zu steuern.

Digital überwachter Wasser- und Energieverbrauch

„Mit der von uns entwickelten Ergänzung kann die Software nun auch die Zusammensetzung des Prozesswassers einbeziehen“, erklärt Michaux. „Dadurch wird es möglich, das eingesetzte Wasser wiederzuverwenden, ohne dass die Effizienz der Aufbereitung beeinträchtigt wird.“ Auch ein optimaler Einsatz verschiedener Wasserreservoirs nahe der Mine, wie Seen, Flüsse, Grund- oder Meerwasser, ist mithilfe der Simulation denkbar. Weitere Prozessschritte, zum Beispiel das Aufmahlen und die Entwässerung des Erzes, sollen künftig integriert werden. Im Idealfall könnte der Wasserverbrauch dann auf unter 1000 Liter pro Tonne Erz sinken.

In einem Bergbaubetrieb wollen die Forscher das neue Verfahren demnächst dem Praxistest unterziehen. „Da dies einen vollständig digitalisierten Aufbereitungsprozess voraussetzt, bei dem Sensoren die Eigenschaften der Stoffströme kontinuierlich messen und an die Prozesssteuerung weitergeben, werden zunächst eher größere Minen diese Investition leisten“, vermutet Michaux. „Das Potenzial der Digitalisierung ist aber enorm: Mittels Echtzeit-Überwachung und wirklich intelligenter Prozesssimulation und Software ist es möglich, bei einem geringeren Energie- und Materialeinsatz mehr Rohstoffe zu gewinnen“. Dies gilt für alle Erze und nicht nur für die mehrfache Wasserverwendung bei der Fluoritaufbereitung, für die das HIF-Team exemplarisch die Simulationsmethode entwickelt hat.

Publikation: Michaux, J. Hannula

Weltwassertag: Recht auf Wasser weltweit verletzt

Am 28. Juli 2010 hat die UN-Generalversammlung mit der Resolution 64/292 das Recht auf Wasser offiziell anerkannt. Anlässlich des Weltwassertags am 22. März macht die Menschenrechtsorganisation FIAN darauf aufmerksam, dass dennoch 2,1 Milliarden Menschen keinen Zugang zu sauberem und durchgängig verfügbarem Trinkwasser besitzen. Betroffen sind vor allem ärmere Regionen der Welt und dort vor allem ländliche und indigene Gebiete. Zu den Ursachen gehören Diskriminierung marginalisierter Bevölkerungsgruppen, Klimawandel, Bergbau, Industrie sowie der Ausbau von städtischer Infrastruktur und industrieller Landwirtschaft.

Ein Beispiel für die Bedrohung des Rechts auf Wasser durch Bergbauprojekte ist der Fall der indigenen und bäuerlichen Bevölkerung von Kimsacocha in der Provinz Azuay im Süden Ecuadors. Das im Jahr 2002 initiierte Projekt Loma Larga des kanadischen Unternehmens IAMGOLD liegt in Macizo Cajas, einem Gebiet mit hohem ökologischen Wert und vielen Wasserquellen. Obwohl  die UNESCO das Gebiet als Biosphärenreservat anerkannt hat und es Teil des ecuadorianischen Systems der Schutzgebiete ist, werden die Explorationsarbeiten weiter durchgeführt.

Das Menschenrecht auf Wasser ist in der ecuadorianischen Verfassung  verankert und hat  Vorrang vor wirtschaftlichen und industriellen Interessen. Das ecuadorianische Parlament hat 2008 beschlossen, dass Bergbaukonzessionen in Gebieten, in denen es Wasserquellen gibt, zurückgenommen werden. Allerdings wird das Projekt Loma Larga weiter vorangetrieben – mit verheerenden Folgen für die Gemeinden in Kimsacocha. Hierzu zählen ein verminderter Wasserstand der Flüsse und die Verschmutzung des Grundwassers. Das Recht auf Wasser ist nicht nur unentbehrlich zur Gewährleistung der Rechte auf Nahrung und Leben. Wasser hat auch eine spirituelle Bedeutung für die Gemeinden von Kimsacocha.

Seit Beginn des Projekts protestierten die Gemeinden auf nationaler und internationaler Ebene friedlich gegen Loma Larga, sowohl mit politischen als auch mit rechtlichen Mitteln. Infolgedessen wurden viele Personen verfolgt und kriminalisiert. Zu den Kritikpunkten gehört, dass der ecuadorianische Staat vorab keine Konsultationen durchgeführt hat. Dies verstößt sowohl gegen die  Verfassung als auch gegen die ILO-Konvention 169. Erst durch langjährigen Druck der Zivilgesellschaft haben die betroffenen Gemeinden eine Konsultation erwirken können, bei der sie erstmalig mit über die Zukunft des Bergbauprojekts entscheiden dürfen. Diese ist für den 24. März angesetzt.

FIAN Deutschland fordert:
• die Einhaltung nationaler Gesetze und internationaler Abkommen wie zum Beispiel des UN-Sozialpakts; die Rechte der Menschen müssen über wirtschaftliche Interessen gestellt werden;
• Gewährleistung des Rechts auf Wasser der von dem Projekt Loma Larga betroffenen Gemeinden in Kimsacocha;
• Stopp von Verfolgung und Kriminalisierung;
• Stopp des Boykotts der Konsultation durch staatliche Institutionen;
• Respektierung des Ergebnisses der Konsultation vom 24. März und Durchführung der hierfür erforderlichen Maßnahmen.