Rückgewinnung kritischer Metalle aus Elektro- und Elektronikaltgeräten im mechanischen Aufbereitungsprozess – Status-Quo-Ermittlung durch Anlagenbilanzierung / Stoffflussanalysen

Elektro- und Elektronikaltgeräte (EAG) werden aufgrund ihres hohen Gehaltes an hochfunktionalen - in vielen Fällen kritischen – Metallen als wichtige Sekundärrohstoffquelle erkannt. Unterschiedliche Aspekte erschweren jedoch die Rückgewinnung. Dazu zählen fehlende Informationen über Materialzusammensetzungen, teilweise komplexe Erfassungssysteme sowie die hohen legalen aber auch illegalen Exporte von Altprodukten. Neben den genannten Punkten sehen Chancerel et al., insbesondere in der mechanischen Aufbereitung, hier speziell in der Erstbehandlung, ein hohes Optimierungspotenzial. Um Prozesse dieser Art zu optimieren bedarf es in einem ersten Schritt einer Status-Quo-Ermittlung. In Form von Bilanzierungen bzw. Stoffflussanalysen lassen sich so optimierungsbedürftige Prozessschritte und Fraktionen identifizieren und Rückgewinnungsquoten ermitteln.

Um kritische Metalle effizient aus Elektro- und Elektronikaltgeräten zurückzugewinnen, sind eine enge Vernetzung und angepasste Verfahrensschritte entlang der Wertschöpfungskette erforderlich. Vorhergehende- und Folge-Prozesse haben auf den eigentlichen Behandlungsschritt, in diesem Fall der mechanischen Aufbereitung, einen großen Einfluss. Die Art der Sammlung ist ein entscheidender Faktor, da z. B. bereits beschädigte Geräte ein hohes Schadstoffrisiko bergen. Elektroschrott der in einer sehr homogenen Zusammensetzung bereitgestellt wird, ermöglicht eine angepasste Aufbereitung. In der Metallurgie, die sich der mechanischen Aufbereitung anschließt, werden die Grenzen durch das eingesetzte Stoffgemisch bestimmt. Je reiner die angelieferte Fraktion, desto besser ist das Rückgewinnungsergebnis. Der Systemansatz ist nach Hagelücken entscheidend und der Gesamtwirkungsgrad des Recyclings wird durch das schwächste Glied bestimmt.

Im Rahmen der Dissertation liegt der Fokus auf der mechanischen Aufbereitung und der gezielten Anreicherung werthaltiger Stoffströme aus EAG. Das Ziel einer optimalen mechanischen Aufbereitung ist es, die nachfolgenden kostenintensiven chemischen und thermischen Aufbereitungsprozesse von „störenden“ Stoffströmen zu entlasten und somit eine höhere Effizienz bei der Rückgewinnung zu erzielen. Das Promotionsvorhaben ist Teil des vom Ministerium für Innovation, Wissenschaft und Forschung NRW geförderten RessourcenKolleg.NRW. Im Fokus der Kooperation zwischen der RWTH Aachen und der FH Münster stehen bisher unzureichend genutzte Abfallfraktionen. Durch die Entwicklung und Optimierung bestehender Aufbereitungs- und Verwertungsmöglichkeiten sollen diese Fraktionen wieder dem Stoffkreislauf zur Verfügung gestellt werden. Der ständig stattfindende Wissensaustausch gewährleistet den Transfer der gewonnen Erkenntnisse und die Übertragung auch auf andere Stoffströme.

Um die oben beschriebenen Zusammenhänge nicht unberücksichtigt zu lassen, wird in dem übergeordneten BMBF-Forschungsprojekt UPgrade „Integrierte Ansätze zur Rückgewinnung von Spurenmetallen und zur Verbesserung der Wertschöpfungskette aus Elektro- und Elektronikaltgeräten“ jeder Schritt der Wertschöpfungskette untersucht. Die dort gewonnenen Erkenntnisse werden während der Erstellung der Arbeit berücksichtigt.



Copyright: © DGAW - Deutsche Gesellschaft für Abfallwirtschaft e.V.
Quelle: 4. Wissenschaftskongress März 2014 - Münster (März 2014)
Seiten: 4
Preis inkl. MwSt.: € 2,00
Autor: Dipl.-Ing. Julia Geiping
Prof. Dr.-Ing. Sabine Flamme

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