Vom Kassiterit zum metallischen Zinn ohne Kohlenstoff

Zinn wird üblicherweise aus dem Mineral Kassiterit (Zinnoxid) gewonnen. Der klassische Prozess ist energieintensiv und setzt pro Tonne Zinn bis zu 2,5 Tonnen CO_₂ frei, so die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR).

Im neuen Verfahren der Freiberger Forschenden ersetzt eine geringe Menge Wasserstoff den bislang eingesetzten Kohlenstoff. Dadurch lassen sich direkte Emissionen vermeiden.

Rund die Hälfte des Zinnoxids wird bereits im ersten Schritt durch die Wasserstoffbehandlung zu metallischem Zinn reduziert. Gleichzeitig entsteht eine zinnhaltige Schlacke und Wasserdampf.

„Kassiterit ist schwer zu knacken, das heißt nicht laugbar, Die produzierte Schlacke hingegen schon", erklärt Projektleiter Professor Alexandros Charitos. „Durch eine chemische Laugung kann dann aus der Schlacke bei niedrigen Temperaturen das Restzinn gewonnen werden.“

Vom Computermodell zur Anwendung im Labor

„Was unsere Computermodelle vorhergesagt haben, konnten wir in Laborversuchen bestätigen: Im ersten Schritt reicht statt Kohlenstoff eine sehr geringe Menge Wasserstoff. Trotzdem werden schon 50 Prozent des Kassiterits zu Rohzinn, ganz ohne direkte CO2-Emissionen.“

Nun analysieren die Forschenden, wie sich das in der Schlacke verbleibende Zinn nach der Laugung umweltschonend reinigen und per Elektrolyse rückgewinnen lässt.

Relevanz für den Standort Europa

Gerade für den Erzgebirgsraum könnte das Verfahren von Bedeutung sein. In Regionen wie Geyer, Gottesberg oder Tellerhäuser laufen derzeit Suchen nach zinnhaltigen Erzen.

„Für die umweltschonende Gewinnung in Sachsen und Europa, aber auch für das Recycling von Zinn birgt das neue Verfahren großes Potenzial. Denn heute findet fast die gesamte weltweite Produktion von Zinn in Ländern mit schwacher Governance und oft unter selten erfassten Umweltauswirkungen statt“, so Charitos.

Förderung durch die Dr.-Erich-Krüger-Stiftung

Die Dr.-Erich-Krüger-Stiftung unterstützt das Projekt im Rahmen ihres Programms zur Förderung praxisnaher und anwendungsbezogener Forschung an der TU Bergakademie Freiberg.

Ziel ist es, wissenschaftliche Erkenntnisse in die industrielle Anwendung zu überführen und Arbeitsplätze in Sachsen zu schaffen. Neben der Projektförderung engagiert sich die Stiftung auch in der Infrastruktur, etwa durch die Bereitstellung von Großgeräten oder Stipendien für den Nachwuchs.

Zur Stiftung gehört auch das „Krüger-Kolloquium“, bei dem Persönlichkeiten aus Wissenschaft, Wirtschaft und Politik ihre Perspektiven vorstellen, sowie das „Krügerhaus“ mit einer Mineraliensammlung und das Gästehaus „Chile-Haus“.

Originalpublikation:
Ashrafi, E.A., Voigt, A.D., Felkl, L. et al. Hydrogen Reduction of Cassiterite Concentrate and Possibilities for Sustainable Tin Extraction. J. Sustain. Metall. (2025). DOI: 10.1007/s40831-025-01096-1

Quelle: Technische Universität Bergakademie Freiberg