D. Lenz
Aus Elektroschrott werden bisher schon wertvolle Metalle wie Kupfer, Silber oder Gold zurückgewonnen. Andere seltene Elemente wie zum Beispiel Tantal oder Wolfram oder auch Seltene Erden wie Neodym werden bisher noch nicht recycelt. Das EU-Projekt ADIR soll dies mit Hilfe von Lasern in Zukunft ändern.
Aachen (Deutschland). In den meisten Fällen wird beim Material-Recycling auf sogenannte Schüttgutströme zurückgegriffen. Diese werden mit verschiedenen Schredderprozessen und pyrometallurgischen Verfahren so bearbeitet, dass wertvolle Metalle, wie Kupfer, Silber oder Gold zurückgewonnen werden können.
Da dieses Verfahren jedoch den Fokus auf das Recycling der teuren Edelmetalle legt, gehen andere seltene Werkstoffe bei diesem Prozess verloren. Professor Reinhard Noll vom Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT) in Aachen erklärt: „Elemente wie Tantal, Wolfram oder Seltene Erden wie Neodym spielen auch zukünftig eine wichtige Rolle bei der industriellen Fertigung von High-Tech-Elektronik.“
So wird Tantal, von dem weltweit jährlich gerade einmal 1.400 Tonnen gewonnen werden, beispielsweise für kleine Kondensatoren mit hoher Kapazität verwendet und rund 70 Prozent des weltweit abgebauten Wolframs wird zu Wolframcarbid verarbeitet, aus dem anschließend besondere Hartmetall-Werkzeuge hergestellt werden.
Neodym ist nicht nur ein besonderes chemisches Element, es zählt auch zu den Seltenen Erden. Hauptsächlich wird Neodym in Form der Legierung Neodym-Eisen-Bor für besonders starke Supermagneten verwendet. Diese finden nicht nur Anwendung in der Forschung, sondern beispielsweise auch in Festplatten oder Kernspintomographen. In reiner Form wird Neodym auch für UV-Sonnenschutzgläser und für diverse Fertigungsprozesse benötigt.
Bisher gingen diese und weitere seltenen Rohstoffe beim Recycling verloren. Eine neuartige Lasertechnik, die im Rahmen des EU-Projekts ADIR entwickelt wurde, soll in Zukunft auch diese Rohstoffe recyceln können. „Der sogenannte Reverse-Production-Ansatz soll nun dafür sorgen, dass bislang nicht ausgeschöpfte Potenziale genutzt werden“, so Noll.
Die Abkürzung ADIR steht für den etwas längeren Ausdruck „Automated disassembly, separation and recovery of valuable materials from electric equipment“. Dieses Projekt soll die Machbarkeit neuer Technologien für die nächste Generation des Urban Mining ausloten.
Dabei sollen automatisierbare Prozesse ein modernes Recycling von alten Elektrogeräten ermöglichen. Spezielle Maschinen für die automatisierte Zerlegung und Entstückung sollen in unterschiedlichen Bearbeitungsstufen Lasertechnik, Robotik, moderne Bildverarbeitung und Informationstechnologie miteinander verknüpfen.
Für diese Aufgaben eigenen Laser besonders gut. Sie ermöglichen beispielsweise eine 3D-Messtechnik, die Echtzeit-Identifizierung von Materialien oder für das berührungslose Freilegen und Entlöten elektronischer Komponenten. So lassen sich mit neuen Sortierfraktionen diverse Rohstoffe in kurzer Bearbeitungszeit recyceln.
Nach einer detaillierten Anforderungsanalyse für die Materialhandhabung sowie der Prüfung unterschiedlicher Recycling-Verfahren startete die Prozessentwicklung im ADIR-Verbundvorhaben. Dabei optimierten die Wissenschaftler noch einzelne Verarbeitungsschritte, wie zum Beispiel die Sortierung bestimmter elektronischer Bauelemente sowie die Weiterprozessierung nach der Bearbeitungsstufe – zunächst im Labormaßstab. Anschließen wurden Hard- und Softwaremodule entwickelt, die zu einer Maschine kombiniert werden können.
Zu Beginn dieses Jahres bauten die Wissenschaftler ein Demonstrator in einem Recyclingbetrieb auf. Die Effizienz sowie der hohe Grad an Verwertbarkeit stehen dabei im Vordergrund.
