Der beispiellose Wettlauf im Bereich grüner Technologien wie Sonnenkollektoren, Windkraftanlagen und den Energiespeichertechnologien wie z.B. Li-Ionen-Batterien hat die Nachfrage nach Spezialmineralen wie z.B. Graphit, Lithiummineralen und Seltenerdmineralen in den letzten Jahren beflügelt. Eines der Spezialminerale, die bei den Li-Ionen-Batterien als Anodenmaterial eine wichtige Rolle spielen, ist Graphit. Die aus dem Ausgangsgestein gewonnenen Flockengraphitkonzentrate werden zu diesem Zwecke typischerweise mechanisch verrundet zu sphärischem Graphit, auf eine Mindestreinheit von 99.95% aufgereinigt und beschichtet, um dann als Anodenmaterial in den Li-Ionen-Batterien eingesetzt zu werden. Im Laufe der Jahre hat ANZAPLAN in dem Bereich der Aufbereitung von Graphitrohmaterialien zu hochveredelten, sphärischen Anodenmaterialien ein umfassendes Know-how aufgebaut. Heute ist ANZAPLAN ein weltweit agierender Partner der EV-Lieferkette, indem es Rohstoffunternehmen, die sich zum Ziel gesetzt haben, die stoffliche Basis für den Bereich Erneuerbare Energien zu liefern, in der Prozess- und Produktentwicklung unterstützt.
Eines dieser Unternehmen ist Westwater Resources Inc (WWR), ein Rohstoffexplorations- und Projektentwicklungsunternehmen aus Colorado, USA. WWR betreibt zwei Graphitprojekte, das BAMA Mine Project und das Coosa Graphite Project, die sich im Graphitgürtel von Alabama befinden. Ziel von WWR ist die Herstellung von batteriefähigem Graphit in den USA, um so eine unabhängige Versorgung für die heimische Industrie mit diesem strategisch wichtigen Rohstoff außerhalb Chinas aufzubauen.
Im November 2019 beauftragte WWR ANZAPLAN mit der Prozessentwicklung für die Herstellung von verschiedenen Graphitprodukten in Batteriequalität: einen gereinigten mikronisierten Graphit (ULTRA-PMGTm) und einen gereinigten sphärischen Graphit (ULTRA-CSPGTm). In einem nächsten Schritt wurden die Ergebnisse der Prozessentwicklung auf den Betrieb einer Pilotanlage übertragen. Ziel war dabei die Gewinnung von Daten für das Engineering einer Produktionsanlage sowie die Herstellung von Produktmengen im Tonnen-Maßstab für anwendungstechnische Tests.
ANZAPLAN übernahm die gesamte Organisation und Durchführung des Pilotprogramms von rund 30 Tonnen Graphitkonzentrat, basierend auf den im Hause entwickelten Herstellungsverfahren.
Die Herausforderungen bei Aufbau und Betrieb der Pilotanlage (Abbildung Titelbild) waren vielfältig. Nur beispielhaft seien hier die Installation zweier Großgeräte mittels eines Krans sowie die komplette Umrüstung der Lüftungsanlage erwähnt, die eine sichere Versorgung mit Frischluft gewährleisten musste.
Dank seines hochmotivierten Teams, der minutiösen Konzeptionierung und vorbereitenden Planung gelang es dem ANZAPLAN Team, all diese Hürden zu überwinden und die Prozessierung des Flockengraphits in einer maßgeschneiderten Pilotanlage innerhalb von weniger als drei Monaten abzuschließen.
Der Betrieb der Anlage erfolgte 24/7 in einem Dreischichtsystem, um die strenge Einhaltung des vorgegebenen Zeitplans zu gewährleisten. Die Produktion erfolgte durch drei Teams (siehe Bild unten) in 8 Stunden Schichten mit wöchentlicher Rotation der Schichten.
Neben dem Einsatz des ANZAPLAN Teams wurde das Pilotprogramm im hauseigenen Technikum auch durch die tatkräftige Unterstützung seitens Dorfner ermöglicht. Die hervorragende Zusammenarbeit mit externen Technologiepartnern (IBU-Tec und Netzsch) tat Ihr Übriges zum Gelingen dieses Mammutprojektes.
ANZAPLAN wird darüber hinaus für die Erstellung der im Februar 2021, fast zeitgleich mit dem Abschluss der Pilotierung, von WWR begonnene finale Machbarkeitsstudie einen weiteren substantiellen Beitrag zum Engineering und Abwassermanagement leisten. Dies ist der nächste große Meilenstein auf dem Weg zur Erschließung einer US-Quelle für den globalen Graphitmarkt und ANZAPLAN ist stolz darauf, an der erfolgreichen Realisierung dieses Projektes mitwirken zu dürfen.
Dr. Sebastian Prinz
