3. Höhr-Grenzhäuser Keramik-Symposium - Rohstoffe -

Transkript

1 3. Höhr-Grenzhäuser Keramik-Symposium - Rohstoffe - Grundlage für Prozessinnovationen und neue Produkte Dr. Ralf Diedel 26. September 2007 Seite 1

2 Deutschland ist ein rohstoffarmes Land! falsch! Seite 2

3 Ideen für eine bessere Technik Industriemineralgewinnung in Deutschland Gips, Kalk, Kies, Naturstein, Sand, Ton 655 Mio. t Jahresförderung Beschäftigte Unternehmen 8 t Verbrauch je Einwohner und Jahr Bundesverband Baustoffe, Steine und Erden, Berlin, 2006 Seite 3

4 2005: Rohstoffe werden Chefsache beim BDI Rohstoffgipfel mit BGR und Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie Rohstoffstrategie für Deutschland Präsidialgruppe Internationale Rohstofffragen Themen(auswahl) Rohstoffverfügbarkeit und regionale Verteilung Produktions- und Verarbeitungskapazitäten Rechtliche Rahmenbedingungen Seite 4

5 Rheinland-Pfalz 2004: Unternehmenspreis Rohstoffwirtschaft 2007: Rohstoffbeirat am Wirtschaftsministerium Seite 5

6 Die Nutzung nationaler Potenziale an mineralischen Rohstoffen und an Energierohstoffen ist nach vielen Jahren erneut in das Blickfeld der internationalen Politik gekommen. Hollerbach, BGR, 2007 Die stetig steigende Weltbevölkerung wird trotz gesteigerter Substitutions- und Sparanstrengungen auch in Zukunft auf primäre Rohstoffe zurückgreifen müssen. Bundesministerium für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung, 2007 Seite 6

7 Mineralische Rohstoffe... erstaunliche Defizite in der... Mangel an Studien über Rohstoffnutzung, Effizienzpotentiale und Bedarfsentwicklung... Fraunhofer Institut System- und Innovationsforschung, 2006 Seite 7

8 Ausschreibungen BMBF/DFG-Sonderprogramme GEOTECHNOLOGIEN Mineraloberflächen: Von atomaren Prozessen zur Geotechnik 34 Anträge / ca. 40 Industriebetriebe / ca. 50 Institute BMBF-Ausschreibung KMU-Innovativ: Ressourcenund Energieeffizienz (Abgabefrist Projektskizze: ) Anwendungsfelder: u. a. mineralische Rohstoffe BMBF-Ausschreibung Nachhaltig wirtschaften in rohstoffnahen Produktionssystemen (Ende 2007?) EU 7. Rahmenprogramm NMP New mineral product functionality by intelligent modification of material properties and surfaces within micro-, macro- and nanoscale range adding significant value to the new end products Seite 8

9 Industrieminerale Rohstoffe der keramischen Industrie Bindemittel und Baustoffe Veredlung durch Konditionierung der Mineraloberflächen Verbesserung der Verarbeitbarkeit und des Prozessverhaltens Seite 9

10 Produktionsprozess Rohstoffe Produktion Produkt f(x)=?? f(x)=??? f(x)=? Seite 10

11 Chemische Eigenschaften Chemische Zusammensetzung Lösliche Salze Kationenaustauschkapazität Minerale Physikalische Eigenschaften Partikelgröße spezifische Oberfläche Zetapotential Quellvermögen Morphologie Kristallinität der Mineralphasen Dichte Seite 11

12 Struktur und Eigenschaften von Mineraloberflächen Kennzeichnung von Strukturen und chemisch/physikalischen Eigenschaften von Mineraloberflächen (nm- bis mm-skala) Informationen über Mechanismen und Kinetik von Reaktionen auf molekularer Skala Untersuchungen von Reaktivitäten von Mineraloberflächen in wässriger Umgebung Prozessverständnis auf molekularer Ebene (Ad- und Desorption, Lösungs- und Ausfällungsphänomene) Einfluss chemisch/physikalischer Oberflächeneigenschaften auf Transportprozesse Seite 12

13 Gezielte Manipulation der Eigenschaften durch Ladung hexagonale Lücke oktaedr. Leerstelle Besprechung Mineraloberflächen, 18. Januar 2006, Nüesch & Obst Ladung aufgrund von Ionen-Substitution Substitution auf unterschiedlichen Plätzen Einfluss auf Oberflächenladung -> diffus elektrostatisch (oktaedrisch) -> lokalisierte Ladungszentren (tetraedrisch) Auswirkung auf Anbindung von Molekülen Schichtsilikate sind bestens geeignet für die Herstellung von Nanoteilchen mit funktionalisierten Mineraloberflächen Seite 13

14 Forschungsansätze entlang der Wertschöpfungskette Ressourceneffiziente Nutzung der Lagerstätten Verbesserung bestehender und Entwicklung neuer Aufbereitungs- und Verarbeitungsprozesse Entwicklung neuer Produkte Innovatives Recycling Seite 14

15 Branchenübergreifende Themen Spurenelementschadstoffe als Ursache für Produktschäden Steuerung der Reaktivität von Mineralen durch Einsatz anorganischer und organischer Additive Füllstoffe (Schichtsilikate, Karbonate, Quarz,...) Seite 15

16 Tonmineralforschung Radioaktive Barrieren Papierindustrie Edelmetalldotierte Tone für die Katalyse Seite 16

17 Forschungsvorhaben Identifizierung der Einflussgrößen synthetischer Schamotten auf die Gießkeramikproduktion als Basis für die Entwicklung einer prozessfähigen Steuerungsmethodik (FA Qualität) Grundlegende Untersuchung zur Wirkungsweise von Prozesshilfsmitteln in silikatischen Arbeitsmassen (FA Rohstoffe) Seite 17