Seine Doktorprüfung hat Professor Bernd Friedrich vor 39 Jahren in dem Raum abgelegt, der heute sein Büro ist. Der Leiter des Instituts für Metallurgische Prozesstechnik und Metallrecycling (IME) ist ein alter Hase in der Welt der Metallurgie, sein Wort hat Gewicht. Gemeinsam mit Professor Peter Kukla, bis Ende Februar Dekan der Fakultät für Georessourcen und Materialtechnik, hat er nun sein Institut für die Zukunft aufgestellt. Im Gespräch erläutern die Wissenschaftler, warum sie eine 125 Jahre alte Entscheidung rückgängig machen.

Bei den Metallurgen ist Großes geplant, Professor Kukla, worum geht´s? 

Professor Peter Kukla: Wir haben uns die Frage gestellt, wo die Metallurgie in Deutschland und Europa hingeht und wie folglich auch der größte und erfolgreichste Lehrstuhl unserer Fakultät künftig aufgestellt sein muss. Das Ergebnis ist ein hochmodernes IME mit zwei Lehrstühlen.

Bevor wir uns anschauen, was das bedeutet, Professor Friedrich, was umfasst eigentlich die Metallurgie? 

Professor Bernd Friedrich: Einerseits die Metallgewinnung aus den Erzen – ein Weg, der uns mehr und mehr abgeschnitten wird, weil uns die Rohstoffe fehlen. Andererseits bedeutet Metallurgie Kreislaufwirtschaft, also das Wiedergewinnen wertvoller Rohstoffe und Metalle aus „end of life“-Produkten. Damit das aus diesen sehr komplexen Materialien gelingt, bedienen wir uns entweder chemischer Methoden, dann befinden wir uns im Niedertemperaturbereich, oder wir nutzen in der Pyrometallurgie Schmelzverfahren, das ist dann der Hochtemperaturbereich. Wir kümmern uns also um die Prozessmetallurgie im Gegensatz zur Werkstoffkunde.

Nach 125 Jahren Metallurgie in Aachen nun also die Wiedervereinigung der beiden Lehrstühle. Was ist die Idee dahinter? 

Friedrich: Als der Lehrstuhl 1872 eingerichtet wurde, lag der Schwerpunkt sehr stark auf der Erzeugung von Eisen und Stahl, natürlich auch wegen der starken Industrie im Ruhrgebiet. Es hat dann 25 Jahre gedauert, bis auch andere Metalle wie Kupfer und Blei in den Fokus rückten. In der Folge wurde 1898 aus dem „Institut für allgemeine und spezielle Hüttenkunde“, dem Vorläufer des heutigen IME, die Nicht-Eisen-Metallurgie als kleiner Bruder ausgegliedert. Danach wuchs das Institut für Eisenhüttenkunde stark auf zeitweise fünf Professuren insbesondere durch Integration der Werkstofftechnik, die Nicht-Eisen-, beziehungsweise Metall-Hüttenkunde hingegen blieb über 100 Jahre lang rein prozessorientiert bei einer Professur. Diese Zeiten haben sich geändert. Die Nicht-Eisenmetalle, darunter fallen Aluminium, Gold, Kupfer, Silber, die Elektronik- und Batterie-Metalle sowie die seltenen Erden, nehmen aus Sicht der Wertschöpfung mittlerweile den gleichen Stellenwert in unserer Wirtschaft ein wie die Eisen- und Stahlindustrie. Die jetzt erfolgte Wiedervereinigung der metallurgischen Prozesstechnik für alle Metalle spiegelt also viele Erwartungen in der Industrie wider.

Erwarten Studierende das heute auch verstärkt? 

Friedrich: Mit Sicherheit. Das ist der Zeitgeist. Wir spüren das insbesondere am stark gestiegenen Interesse an Abschlussarbeiten nicht nur aus unserem eigenen Bereich und unserer eigenen Fakultät, sondern auch aus Bereichen wie Umweltingenieurwissenschaften, der chemischen Verfahrenstechnik oder sogar der Chemie. Studierende, die durch Vermeidung von CO2-Emissionen oder Abfall etwas für den Klimaschutz tun wollen. Denn auch das Image hat sich sehr stark verändert. Wir müssen unsere Pedelecs, Smartphones und Fernseher als Teile einer Kreislaufwirtschaft verstehen.

Kukla: Die Absolventinnen und Absolventen denken heute anders, sie denken integrierter und sehen das Gesamtkonzept als Kreislauf-Institut. Ich weiß aus Projekten im Recyclingbereich in der Automobilindustrie, dass auch die Industrie längst weiß: Wir brauchen alle Fachbereiche zusammen und entsprechend ausgebildete Ingenieurinnen und Ingenieure. Daher funktionieren die Eisen- und Nicht-Eisen-Blöcke bei der Gewinnung und dem Recycling von Metallen heute nicht mehr, zusammengefasst in einem Institut funktioniert es einfach besser.

Es ist folglich ein Signal nicht nur an die Studierenden, sondern auch an die Industrie? 

Kukla: Natürlich. In Richtung Industrie – und auch Politik – wollen wir deutlich machen, dass sich niemand Sorgen um gut ausgebildeten Nachwuchs in der Metallurgie machen muss. Moderne CEOs und Technikvorstände wissen das aber auch, sie sehen ja, wie gut ausgebildet die Absolventinnen und Absolventen sind, die sie bekommen. Und den Studierenden wollen wir natürlich zeigen, dass sich die Branche gewandelt hat, ein modernes Stahlwerk hat nicht mehr viel mit dem Ruhrgebiet der 50er-Jahre zu tun. Als ich kürzlich in China ein solches neues Werk besichtigen konnte, dachte ich, in einem Landschaftspark zu sein.

Friedrich: In der vergangenen Woche war die Forschungsleiterin des weltweit größten Anlagenbauers hier bei uns und berichtete, dass sie genau diesen Weg, Eisen- und Nicht-Eisen nicht mehr zu trennen, gerade eingeschlagen haben. Es wird eben nicht mehr nach Metallen, sondern nach Methoden getrennt. Um ein Beispiel zu nennen: Es ist egal, ob ich Eisen, Nickel oder Kupfer konvertiere – wir brauchen einen Experten für Konverter. Das ist genau der Weg, den wir jetzt hier auch gehen und wie wir zukünftig ausbilden.

Wenn Sie nach Methoden unterscheiden, geht es also insbesondere um die Temperatur? 

Friedrich: Genau. Eine Professur kümmert sich zukünftig um Prozesse, die Temperaturen von 1000 Grad und mehr erfordern – das kann hochgehen bis 2000 Grad, entsprechend hoch sind die Anforderungen an die Ofentechnik. Das passiert in der Regel in keramisch zugestellten, also den feuerfest ausgekleideten Öfen, die neben Metallen auch ein mineralisches Produkt produzieren. Im Arbeitsbereich der zweiten Professur geht es um Metalle, die wesentlich mehr Vorsicht bezüglich der Oxidation erfordern: Das sind die Leichtmetalle wie Magnesium und Aluminium sowie die sogenannten wirtschaftskritischen Metalle und seltenen Erden – eine ganz besondere Herausforderung in einer Kreislaufwirtschaft. Aber diese Unterscheidung ist natürlich nicht in Stein gemeißelt. Silizium zum Beispiel ist ein Leichtmetall, wird aber weit oberhalb von 1000 Grad gebunden. Dieses Beispiel zeigt gut, wie eng die beiden zukünftigen Professuren zusammenarbeiten werden.

Vor welchen Herausforderungen steht die Metallurgie aktuell, was sind die großen Themen? 

Friedrich: Ein wichtiges Arbeitsgebiet ist auch bei uns in der Prozessmetallurgie die Digitalisierung und KI. Wie funktioniert der Aufbau digitaler Zwillinge von Prozessketten? Und da ist es völlig egal, über welches Metall wir gerade diskutieren. Wir müssen Prozesse verstehen und simulieren können. Desweiteren beschäftigen uns natürlich Umweltfragen – Abluft, Abgase, Abwasser, Reduktion von CO2. Auch hier ist das Metall weitgehend egal, auch hier müssen Synergien entstehen.

Es wird folglich einen permanenten Austausch zwischen den Lehrstühlen geben?

Friedrich: Ja, und nicht nur in diesen Bereichen. Wenn beispielsweise durch den Kreislauf ein edles Metall in ein unedleres hineinrutscht, bekommen wir das in der Regel nicht wieder heraus. Wenn also ein Automobil geschreddert wird und versehentlich nicht alle Kupferkabel entfernt wurden, bleibt Kupfer im Stahlschrott übrig. Finden wir Methoden, das edle Kupfer vom unedlen Eisen zu trennen, ohne den Stahl kaputt zu machen? Analog gilt dies für Eisenverunreinigungen im Aluminium.

Wie schauen Sie persönlich auf die jüngste Entwicklung im IME? 

Friedrich: Ich bin ja schon mein Leben lang in dieser Richtung unterwegs, diese bisherige Trennung in Eisen und Nicht-Eisen macht prozessmetallurgisch, also methodisch keinen Sinn, war aber aus Sicht der Wirtschaftsbranchen gewünscht. Es ist unschön, dem Namen eines ganzen Lehrstuhls ein „Nicht“ davor zu setzen. Seit meiner Doktorarbeit in diesem Haus Mitte der 80er-Jahre habe ich diese Trennung nicht verstehen können. Daher erfüllt mich der jetzige Prozess natürlich mit großer Freude.

Kukla: An dem Prozess waren sehr viele Menschen beteiligt und es ist toll, zu sehen, auf welch´ große Unterstützung wir gestoßen sind und wie alle diese Entwicklung mittragen.