gagendta+-Projekt sucht neue Recyclingstrategien für High-Tech-Metalle

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Anfang Juli fand in Sulzbach-Rosenberg das erste gagendta+-Projekttreffen statt. (Foto: © Fraunhofer UMSICHT)

Sulzbach-Rosenberg — „Modulare Prozesskette zur dezentralen Rückgewinnung von ausgewählten Technologie­metallen – gagendta+“: So lautet der Titel des Projekts, das im Rahmenprogramm „Forschung für nachhaltige Entwicklung (FONA³)“ vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wird. Am Projekt arbeitet Fraunhofer UMSICHT in Sulzbach-Rosenberg gemeinsam mit acht Partnern aus Wissenschaft und Industrie. Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer vollständigen und modular aufgebauten Prozess­kette zur Rückgewinnung von Gallium, Germanium, Neodym und Tantal sowie der Begleitmetalle Dysprosium, Indium, Praseodym und Yttrium.

Dazu beginnen die Forscher die bisherigen Verwertungsprozesse der Recycler genau zu untersuchen. Sie ermitteln, in welchen Bauteilen und welchen Stoffströmen die wertvollen Metalle enthalten sind, und erarbeiten auf dieser Grundlage geeignete Recyclingstrategien. Beim Recycler landen beispielsweise die Tantal-haltigen Kondensatoren in Aluminium- oder Leiterplattenfraktionen. Jedoch kann dieses Metall in späteren Schmelzprozessen dieser Fraktionen nicht zurückgewonnen werden und verbleibt ungenutzt in der Schlacke. Der Ansatz der Forscher greift nun zu Beginn der Recyclingkette, in der das Tantal noch im ursprünglichen Bauteil, wie einem Kondensator enthalten ist – vor dem Recycling des Aluminiums oder der Leiterplatten.

„Wir separieren diese Bauteile beim Recycler und schließen sie in einem pyrolytischen Prozess auf“, erläutert Peter Hense von Fraunhofer UMSICHT in Sulzbach-Rosenberg den Verfahrensansatz. „Aus dem Pyrolysekoks gewinnen wir die begehrten Metalle zurück. Weitere Produkte sind energiereiche Gase und Öle, die energetisch genutzt werden können“. Die Recycler erhalten so nicht nur die wertvollen Elemente sondern erzeugen gleichzeitig Energieträger, die mit einem Blockheizkraftwerk in Strom und thermische Energie verwandelt werden können. Der Pyrolysekoks wird bei den Projektpartnern der Technischen Hochschule Nürnberg aufbereitet, wobei sie die Metalle vom Pyrolyse-Koks trennen. Im Anschluss werden die Metalle in Reinform oder als Legierung mittels elektrolytischer und biosorptiver Verfahren, also mit Hilfe von Strom und Mikroorganismen, zurückgewonnen.

Diese Verfahren werden bei den Fraunhofer-Instituten IGB und IPA erarbeitet. Zum Teil sind diese Verfahren sehr ressourcen- und energieintensiv. Um die Einhaltung gewisser ökologischer, ökonomischer und sozialer Standards im Rahmen von „gagendta+“ zu sichern, bilanzieren die Ingenieure in Sulzbach-Rosenberg die Prozesse der gesamten Wertschöpfungskette des Recyclings der wertvollen Metalle. Im Ergebnis steht ein modular aufgebautes System, das in den bestehenden dezentralen Recyclingbetrieben nachgerüstet werden kann.

Die Laufzeit von „gagendta+“ beträgt drei Jahre, neben Fraunhofer UMSICHT in Sulzbach-Rosenberg sind die Fraunhofer-Institute IGB, IPA und ISC an dem Projekt beteiligt, außerdem die Technische Hochschule Nürnberg und die ALBA Electronics Recycling GmbH, die Innova Recycling GmbH, die Kautz Vorrichtungsbau GmbH und die Hubert Tippkötter GmbH.

Quelle: Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT