Behandlung gefährlicher Abfälle

Recycling-, Hütten- und Raffinationsanlagen für NE-Metallen und Edelmetallen in der Bundesrepublik Deutschland und nahem Ausland

Ressourcenschutz durch verbessertes Sammeln, Sortieren, Demontage und Vorbehandlung, sowie Recycling ist die Grundvoraussetzung, damit die Hauptwertschöpfung und Trennung der Ressource NE-Metalle (insbesondere Bunt- und Edelmetalle) bei metallurgischen Schmelzprozessen (Hüttenprozessen) in Verbindung mit Raffination (Elektrolyse) durchgeführt werden kann. Die optimierte Wertschöpfung sollte in Zukunft nur noch in High-Tech-Anlagen stattfinden.

Für die Zukunftstechnologien besteht ein erhöhter Rohstoffbedarf, der insbesondere bei Elektro- und Elektronikgeräten, Photovoltaik, Windkraftanlagen, Autoindustrie (z.B. Katalysatoren und Bleibatterien, Kabelbäume) zum Tragen kommt.

Die NE-Metalle fallen bei Abfällen wie Filterkuchen, Stäuben, Aschen, Schleif-, und Galvanikschlämmen, Ätzlösungen (z.B. von Leiterplatten), verbrauchten Katalysatoren aus Industrie und PKW, Elektro- und Elektronikaltgeräten und bei metallurgischen Prozessen in Form von Krätzen und Abschaum an.

Auf dieser Seite werden im Wesentlichen die Aufarbeitung der Elektro- und Elektronikaltgeräte und die Rückgewinnung von Kupfer beschrieben.

Metall und Aluminium

Die Hauptmengen, die bei der Vorbehandlung (Demontage usw.) als Einzelstoff anfallen, sind Eisen und Aluminium. Diese können direkt in Stahl- und Aluminiumschmelzanlagen als Sekundärrohstoff eingesetzt werden.

In Berliner Schmelzanlagen wird Sekundäraluminium in Form von Schrotten, Krätzen, Spänen und Folien in der Größenordnung von circa 140.000 Mg/a geschmolzen.

NE-Metalle, speziell Bunt- und Edelmetalle

In der Bundesrepublik Deutschland gibt es eine Vielzahl an Bunt- und Edelmetallaufbereitern, die durch Schmelz- und Elektrolyseprozesse versuchen, diese zurückzugewinnen. Die meisten haben sich auf einzelne Stoffe wie z.B. Kupfer, Nickel und Blei konzentriert.

Der höchste Anteil an wertvollen Bunt- und Edelmetallen bis hin zu Seltenen Erden befindet sich in Handys, Fernseher, Computer und Leiterplatten.

Kupferraffinationsanlagen (Schmelzanlage + Elektrolyse)

Bei den Schmelzanlagen für NE-Metalle (Kupfer) wird der aufgearbeitete Elektro- und Elektronikschrott in der Regel als Zuschlagsstoff verwertet. Die Hauptfraktionen sind reiner Kupfermetallschrott bis zu einer Fraktion von > 75 % Kupfer (Cu), der direkt in der Raffination eines Anodenofens verarbeitet werden kann.

Die Cu-armen Metallschrotte um die 30 %, Krätzen, Aschen, oxidiertes Kupfer und Elektro- und Elektronikschrott, werden über Konzentrationsschmelzen (z.B. Schachtöfen) bis zu 80 % aufkonzentriert.

Danach wird das Kupfer in einem weiteren Verfahrensschritt selektiv oxidiert. Dies erfolgt entweder durch einen Kupferkonverter oder durch das ISASMELT-Reaktor-Verfahren. Der Kupfergehalt steigert sich dadurch auf 95 %. Die Aufkonzentration des Kupfers bis zu 99 % endet im Anodenofen.

Unabhängig von der oben genannten Schmelztechnik können andere NE-Metalle und Edelmetalle über spezielle Verhüttungstechniken zurück gewonnen werden.

Raffinationselektrolyse

Das Kupfer wird in der Raffinationselektrolyse mit Hilfe von Schwefelsäure-Kupfersulfat auf 99,9 % aufkonzentriert. Bei diesem Prozess entsteht einmal der Anodenschlamm mit den Edelmetallen Platin, Gold und Silber und dem Elektrolyt mit den NE-Metallen Blei, Zinn, Nickel und Zink.

Anodenschlammaufbereitung

Die Anodenschlammaufbereitung zur Rückgewinnung der Edelmetalle wie Gold und Silber erfolgte z.B. bei der Aurubis in einem dreistufigen Verfahren mittels Kammerfilterpresse, Vakuumtrockner und Dampftrockner. Dieses soll durch ein einstufiges Trocknungsverfahren mit Hilfe einer beheizbaren, evakuierbaren Membranfilterpresse ersetzt werden.

Spezialanlagen

Nur fünf Recyclingfirmen weltweit sind in der Lage, Elektroschrott in größerem Maßstab zu recyceln. Diese sind Umicore in Belgien, Aurubis in Deutschland, Boliden in Schweden und zwei Anlagen in Nordamerika. Das Recycling Seltener Erden wird durch die Kostenproblematik erschwert, weil sie in winzigen Mengen in den Recyclingprodukten enthalten sind. Die Gewinnung lohnt sich nur dann, wenn wertvolle Metalle wie Gold, Silber oder Platin zusätzlich gewonnen werden.
Zur Zeit können ca. 18 NE-Metalle in Verwertungsanlagen für Elektronikschrott zurück gewonnen werden. Diese sind in der nachfolgenden Liste nach steigendem Siedepunkt aufgeführt. Daraus ergeben sich auch Gruppen die entsprechend ihrem Siedepunkt geschmolzen werden.

Liste der recycelbaren NE-Metalle und Edelmetalle durch Recycling-, Hütten- und Raffinationsanlagen

Recycelbaren NE-Metalle und Edelmetalle

NE-Metall	chemisches Kurzzeichen	Siedepunkt
Indium	In	156,2
Selen	Se	217
Zinn	Sn	232
Bismut	Bi	271,4
Blei	Pb	327,5
Tellur	Te	449,6
Arsen	As	613
Antimon	Sb	630,7
Zink	Zn	907
Silber	Ag	961,9
Gold	Au	1064,49
Kupfer	Cu	1083,5
Nickel	Ni	1453
Palladium	PD	1552
Platin	Pt	1772
Rhodium	Rh	1966
Rutherium	Ru	2310
Iridium	Ir	2410

Auf Grund der vielfältigen Verfahrensschritte (Aufarbeitung und Raffinationsprozesse) kann die Gewinnung der NE- und Edelmetalle von der Anlieferung bis zum Endprodukt (z.B. Gold und Silber) bis zu vier Monaten dauern.

Rechtlicher Rahmen / Ende der Abfalleigenschaften

Mit dem 1.01.2014 wird die EU-Abfall-Ende-Verordnung für Kupferschrott
(Verordnung [EU] Nr. 715/2013) in Kraft treten.

Mit dem 9.10.2011 wurden Kriterien (Verordnung Nr. 333/2011/EU ) für das Recycling von Eisen-, Stahl- und Aluminiumschrott, einschließlich der Schrotte aus Aluminiumlegierungen festgelegt.