MIT-Ingenieure entwickeln neues Nanofiltrationsverfahren: Aluminium aus Produktionsabfällen

Das neues Nanofiltrationsverfahren soll die gefährlichen Abfälle aus der Aluminiumproduktion eindämmen. Nanofiltration könnte möglicherweise verwendet werden, um die Abfälle einer Aluminiumfabrik zu verarbeiten und alle Aluminium-Ionen zurückzugewinnen, die sonst im Abwasserstrom entwichen wären. Das aufgefangene Aluminium könnte dann wiederverwertet und dem Großteil des produzierten Aluminiums hinzugefügt werden, wodurch die Ausbeute erhöht und gleichzeitig der Abfall reduziert wird.

Schematische Darstellung der Rolle der Nanofiltration (NF) bei der Reinigung von Kryolith-Abfällen, die bei der Aluminiumproduktion entstehen: In einer Produktionsanlage wird Aluminium-Erz durch Elektrolyse in geschmolzenes Aluminium umgewandelt, wodurch ein Abfall-Elektrolyt zurückbleibt, der dann durch eine Nanofiltrations-Membran geleitet wird, die außerdem alle Aluminiumrückstände extrahiert, die dem geschmolzenen Aluminium zugesetzt werden können, während der gereinigte Elektrolyt wieder in den Produktionsprozess zurückgeführt wird Grafik: Trent Lee, MIT

Die Forscher demonstrierten die Leistung des Verfahrens in Laborexperimenten, bei denen eine neuartige Membran zum Filtern verschiedener Lösungen verwendet wurde, deren Inhalte den von Aluminiumfabriken produzierten Abfallströmen ähnelten. Sie fanden heraus, dass die Membran selektiv mehr als 99 Prozent der Aluminium-Ionen in diesen Lösungen aufnahm. Wenn die Membrantechnologie hochskaliert und in bestehenden Produktionsanlagen implementiert wird, könnte sie die Menge an verschwendetem Aluminium reduzieren und die Umweltqualität des von den Anlagen erzeugten Abfalls verbessern. „Diese Membrantechnologie reduziert nicht nur den Sondermüll, sondern ermöglicht auch eine Kreislaufwirtschaft für Aluminium, indem sie den Bedarf an neuem Bergbau reduziert“, sagt John Lienhard, Professor für Wasser der Fakultät für Maschinenbau und Direktor des Abdul Latif Jameel Water and Food Systems Lab (J-WAFS) am MIT. „Dies bietet eine vielversprechende Lösung, um Umweltprobleme anzugehen und gleichzeitig die wachsende Nachfrage nach Aluminium zu decken.“ Lienhard und seine Kollegen berichten über ihre Ergebnisse in einer Studie, die in der Zeitschrift ACS Sustainable Chemistry and Engineering erschienen ist. Zu den Co-Autoren der Studie gehören die Maschinenbaustudenten Trent Lee und Vinn Nguyen vom MIT sowie Zi Hao Foo, Postdoc an der University of California in Berkeley.

Info: news.mit.edu