Kritische Rohstoffe in Grubenwässern des Steinkohlebergbaus am Beispiel von Lithium

Im Rahmen eines Forschungsprojektes des Forums Bergbau und Wasser wurden über 4.000 Analysenergebnisse von Grubenwasserproben des Steinkohlebergbaus recherchiert und hinsichtlich des Vorkommens kritischer Rohstoffe (Deutsche Rohstoffagentur, 2016) ausgewertet. Grubenwasser ist ein Oberbegriff für durch Bergbau beeinflusste Wässern (Burghardt et al., 2017). Der ehemalige Steinkohlebergbau in Deutschland ist in Teufen von weit über 1.000 m vorgedrungen. Dabei wurden mehrere geologische Barrieren überwunden und die hydrogeologischen Verhältnisse erheblich verändert.  Insbesondere kann es zum Aufstieg hoch mineralisierter Tiefengrundwässer kommen, die sich von oberflächennahen Grundwässern erheblich unterscheiden und erhöhte Gehalte kritischer Rohstoffe beinhalten. Von dem ehemaligen Anthrazitkohlebergwerk in Ibbenbüren liegen 326 Analysenergebnisse aus dem Zeitraum von 1957 bis 2021 vor und wurden hinsichtlich des Vorkommens des kritischen Rohstoffs Lithium ausgewertet.  Der Westteil des Bergwerks ist bereits geflutet und entwässert über den Dickenberger Stollen, der Lithiumgehalte von 0,40 bis 0,64 mg/L aufweist. Im nicht gefluteten Ostfeld betragen die Lithiumgehalte bis über 20 mg/l, wobei eine Zunahme mit der Teufe festzustellen ist (Abb. 1). Im Rahmen des Projektes wurde die Freisetzung von ca. 4.000 kg Lithium pro Jahr prognostiziert.

Derzeit laufen einige Forschungsvorhaben zur Gewinnung von Lithium aus Wasser. Lithium direkt aus Meerwasser zu gewinnen stellt aktuell noch keine Alternative zur konventionellen Lithiumgewinnung in den Ländern Bolivien, Chile und Argentinien dar, welche zusammen etwa 70% der bekannten mineralischen Lithiumvorkommen der Erde besitzen.

Vorteil bei der Gewinnung von Lithium aus den auslaufenden Grubenwässern des gefluteten Bergwerks in Ibbenbüren hat den Vorteil, dass eine aktive Förderung der Wässer nicht notwendig ist und somit keine zusätzlichen ökologischen und klimaschädlichen Auswirkungen zu erwarten sind. Aktuell laufen Laborversuche zur Gewinnung von Lithium durch selektive Adsorption.