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Urban Mining

Während es in der Pharma- und Kosmetikindustrie um die die Beherrschung kleinster Stoffmengen geht, bewegt sich das Recycling von metallischen Rohstoffen zumindest am Anfang der Verarbeitungskette in ganz anderen Dimensionen. Derzeit wird das Urban Mining, also das Sichern von strategischen Metallen aus ausgesorgten Autos, Computern, Handys etc. diskutiert. Hintergrund ist, dass rohstoffarme Länder, neue Wege suchen, um die Rohstoffversorgung zu sichern. Dieser Weg ist nicht ganz von der Hand zu weisen. Immerhin enthält eine Tonne ausrangierter PC-Motherboards 30 mal mehr Gold als eine Tonne Golderz.

Und so sollen sich 250 000 t Seltenerdmetalle in Form von Schlacken auf deutschen Deponien befinden. Der Weg bis zum wiederverwertbaren Rohstoff ist jedoch aufwendig und mit hohem energetischem Einsatz verbunden. Wird das Motherboard zum Beispiel nicht vor dem Shredder aus dem PC entfernt, ist es sehr schwer bis unmöglich, an die wesentlichen Spurenelemente noch heran zu kommen. In diesem Beispiel bedeutet dies einen Goldverlust von 75 %. Speziell angepasste Aufschlusszerkleinerungs- und Sortierprozesse sollen hier Abhilfe schaffen.

Die mechanische Verfahrenstechnik mit ihren klassischen Disziplinen Zerkleinerung/Klassieren steht am Anfang dieser Prozesskette und beeinflusst die nachfolgenden Prozessschritte, sprich ob sich ein Urban Mining überhaupt lohnt, maßgeblich. In einem Dechema-Positionspapier von 2013 wurde dieses Thema klar als Zukunftsthema positioniert. Allerdings sind noch zahlreiche Forschungs- und Entwicklungsprojekte nötig. So sieht man einmal Handlungsbedarf in der Aufbereitung von fein-dispersen polymetallischen Partikelsystemen kleiner 10 µm. Ein anderes liegt in der der Notwendigkeit des höheren Aufschlussgrades beim Sortieren. Hier müssen Sortierverfahren für feinste Partikelsysteme bei sehr feinem Aufschluss (< 50 µm, vorzugsweise im Bereich 0,1-10 µm) entwickelt werden.

Processnet-Arbeitskreis widmet sich Sortierverfahren

Auch die energieeffiziente Zerkleinerung muss weiter entwickelt werden. Weiter sind Strategien zum Handling von Rohstoffen mit einem erhöhten Anteil an Störstoffen, wie Tone, organische Bestandteile oder radioaktive Substanzen gefordert. Für trockene Sortierverfahren sollte zudem das Arbeitsgebiet Sensor-unterstützter Sortierung ausgeweitet werden. Auch ein neuer Processnet-Arbeitskreis ‚Rohstoffe und Kreislaufwirtschaft‘ (Processnet ist eine gemeinsame Initiative von Dechema und VDI-GVC und die deutsche Plattform für Verfahrenstechnik Chemieingenieurwesen und Technische Chemie.) widmet sich diesem Aufgabenfeld.

Doch selbst wenn wirtschaftliche Verfahrenswege gefunden werden, heißt das noch lange nicht, dass sich diese Suche nachhaltig lohnt. Zum einen schwanken die Erträge für die recycelten Rohstoffe durchaus im zweistelligen Bereich. Eine vormals ertragreiche Anlage könnte auf diese Weise schnell unwirtschaftlich werden. Zum anderen wird die Trennung aufgrund immer neuer Materialien und Stoffverbunden zunehmend schwieriger.

In Zukunft sind hier Anlagen gefordert, die flexibel mit Stoffströmen, die in ihrer Zusammensetzung schwanken, umgehen können. Es erfordert aber auch den Blick über den Tellerrand hinaus, da Recycling immer aus einer langen Prozesskette besteht und die reicht vom Verbraucher über Abfall- und Recyclingunternehmen bis zu Unternehmen der Metallurgie. Die Wirtschaftlichkeit des Gesamtprozesses hängt von jedem einzelnen Teilnehmer ab.

Zusammenfassung und Ausblick

Der Umgang mit Schüttgütern erfordert viel Know-how und ein detailliertes Wissen über deren Eigenschaften. Nur so lassen sich Anlagen und Apparate auslegen, in denen der Schüttgutstrom und damit die Produktion nicht ins Stocken geraten. Die Simulation leistet inzwischen hierbei wertvolle Hilfestellung. In der Zukunft werden vor allem sehr kleine Partikel und ihr Verhalten an den Grenzflächen interessieren, wie sie etwa für die Wirkstoffentwicklung benötigt werden.

Die Forscher müssen sich dabei auch auf immer kleinere Mengen der unter Umständen sehr teuren Produkte einstellen. Hier werden Apparate benötigt, mit denen auch bei sehr kleinen Mengen effizient und reproduzierbar gearbeitet werden kann. Einen Gegenpol dazu liefert das Urban Mining, wo sehr große Schüttgutmengen bearbeitet werden müssen. Beiden Aufgabenfeldern gemeinsam ist, dass sie sich auf neue Wege begeben – Aussteller und Vorträge auf der ACHEMA werden hierfür wichtige Denkanstöße liefern.

Weitere interessante Meldungen rund um das Thema Schüttgut finden Sie auf unserer Schüttgut-Landingpage. Unsere ACHEMA-Landingpage versorgt Sie mit allen News zum Weltforum der chemischen Technik und Prozessindustrie.

* Die Autorin ist freie Mitarbeiterin der PROCESS.

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