Studie über die Gewinnung von biogenem Siliziumdioxid aus Reisspelzen im Mekong-Delta

• Ingo Hartmann
• Steffi Formann
• Mario König
• René Bindig
• Bettina Stolze
• Fabian-Constantin Sittaro
• Thomas Schliermann

Generell sind siliziumreiche landwirtschaftliche Reststoffe wie Reisspelzen interessante Rohstoffe sowohl für die stoffliche als auch für die energetische Nutzung. Hochwertiges biogenes Silica für industrielle Anwendungen sollte eine hohe Reinheit, ein großes mesoporöses Volumen und eine hohe spezifische Oberfläche sowie einen amorphen Charakter aufweisen. Biogenes Silica kann in Wasserglas umgewandelt werden, das in der chemischen Industrie als Grundstoff dient. Um hochreines biogenes Silica mit genau definierten Eigenschaften auf einem kostengünstigen, ressourceneffizienten und umweltfreundlichen Weg zu gewinnen, muss jeder Prozessschritt optimiert und standardisiert werden, zusätzlich sollten vorhandene Synergieeffekte genutzt werden. Vietnam ist eines der weltweit führenden Reisproduktions- und -exportländer. Mehr als die Hälfte des in Vietnam produzierten Reises wird in der Region Mekong River Delta (MRD) angebaut. Dabei fallen im MRD jährlich 4,8 Mio. t Reisspelzen an. Am DBFZ wurde in einer kleinen Pilotanlage demonstriert, dass durch Vorbehandlung von Reisspelzen mit Zitronensäure und anschließender temperaturgesteuerter Verbrennung in einer speziellen Kesselanlage mit wassergekühlter Brennkammer und Ascheschieber Reisspelzenaschen mit hoher Silica-Reinheit (> 95 %) und amorpher sowie mesoporöser Struktur hergestellt werden können.

In general, silicon rich agricultural residues such as rice husks are interesting raw materials for both material and energy use. High-quality biogenic silica for industrial applications should have high purity, large mesoporous volume and high specific surface area. It should also have an amorphous character. Biogenic silica can be converted into water glass, which serves as base material in the chemical industry. To obtain high-purity biogenic silica with well-defined properties in a cost-effective, resource-efficient and environmentally friendly way, each process step must be optimized and standardized, in addition, existing synergy effects should also be utilized. Vietnam is one of the world’s leading rice producing and exporting countries. More than half of the rice produced in Vietnam growth in the Mekong River Delta (MRD) region. As a result, 4.8 million tons of rice husks are produced annually in the MRD. At DBFZ, it was demonstrated in a small pilot plant that rice husk ashes with high Silica purity (> 95 %) and amorphous as well as mesoporous structure can be produced by pretreating rice husks with citric acid and subsequent temperature-controlled combustion in a special boiler plant with water-cooled combustion chamber and ash slide.