Erfolgreiches Wertstoff-Recycling von Elektronik

Eine völlig neue Recycling-Methode, um automatisiert Elektronik zu zerlegen und daraus wertvolle Stoffe zurückzugewinnen – dies ist das Ziel des EU-Projekts „ADIR – Next generation urban mining – Automated disassembly, separation and recovery of valuable materials from electronic equipment“.

Innerhalb von vier Jahren entwickelten das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT aus Aachen und acht Projektpartner aus drei Ländern ein tragfähiges Recyclingkonzept. Strategisch ging es den ADIR-Partnern darum, die Ressourcenabhängigkeit der EU und kostenaufwändige Materialimporte zu verringern sowie neue Technologien für die inverse Produktion zu demonstrieren.

(Quelle: Fraunhofer ILT)

Besonderes Augenmerk des Recyclingkonzepts liegt auf den Elementen Tantal, Neodym, Wolfram, Kobalt und Gallium. Diese Metalle stecken heute in fast jeder Elektronik. Es sind im wahrsten Sinne Wertstoffe, denn sie sind rar, kosten pro Kilogramm mittlerweile zum Teil fast 250 € und sie lassen sich aus gebrauchter Elektronik bisher kaum wirtschaftlich recyceln. Die effiziente Arbeitsweise des Recyclingkonzepts stellte das ADIR-Projektkonsortium auf der Berliner Recycling- und Sekundärrohstoffkonferenz vom 2. bis 3. März 2020 und dem Mineral Recycling Forum vom 10. bis 11. März 2020 in Aachen anhand von rund 1000 zerlegten Mobiltelefonen und über 800 Leiterplatten vor.

Im Mittelpunkt stehen automatisierbare flexible Prozesse, die an das „Urban Mining“ Prinzip angelehnt sind und mit denen sich Elektronikgeräte am Ende ihrer Nutzungsdauer in ihre Einzelteile zerlegen lassen. In einer Demontageanlage arbeiten dazu Lasertechnik, Robotik, Visionsysteme und Informationstechnologie in intelligenter Weise zusammen. Eine Hauptrolle spielen Laser, die unter anderem Inhaltsstoffe identifizieren, Bauelemente berührungslos entlöten oder ausschneiden. Damit lassen sich strategisch bedeutsame Wertstoffe mit hoher wirtschaftlicher Bedeutung im industriellen Maßstab effizient recyceln.

„Wir haben in dem Projekt rund 1000 Handys und über 800 große Computerplatinen zerlegt, aus denen wir einige Kilogramm an Bauteilen zur Weiterverwertung erhielten«, erklärt der Projektleiter. »Tantal ließ sich zu 96 bis 98 Prozent zurückgewinnen.“ Das Beispiel zeige, dass sich viele der in der Elektronik enthaltenen wichtigen Wertstoffe wie gewünscht effizient herausholen lassen – und zwar in einem neuartigen Sekundärrohstoff mit einem hohen Wertstoffgehalt, der deutlich höher als etwa die Tantal-Erz-Konzentrate der Rohstoffzulieferer ausfällt.

Das vorwettbewerbliche Forschungsprojekt ist nun abgeschlossen, die wirtschaftliche Machbarkeit hat das ADIR-Team mit dem Demonstrator bewiesen. „Dank der gewonnenen Erkenntnisse ließe sich nun bereits ein Teil der Prozesskette realisieren“, sagt Prof. Noll. „Dazu zählen die Inspektion der Leiterplatten sowie das Entlöten und Entnehmen der Komponenten.“ Allerdings besteht noch Verbesserungspotenzial etwa bei der Automatisierung, die zur Beschleunigung der Prozesse führen kann. Dazu tragen auch die ersten Erfahrungen über das automatische Öffnen und Zerlegen von Mobiltelefonen bei, die in einer Datenbank gesammelt wurden. Mit diesen Daten können Mitarbeiter eine Recycling-Maschine auf neue Mobiltelefonmodelle anlernen.

Die ADIR-Projektpartner zum Projektabschluss:

  •   Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, Aachen (Projektkoordination)
  •   Aurubis AG, Hamburg
  •   Electrocycling GmbH, Goslar
  •   Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF, Magdeburg
  •   H.C. Starck Tantalum and Niobium GmbH, Goslar
  •   Instytut Metali Nieżelaznych, Gliwice, Polen
  •   Laser Analytical Systems & Automation GmbH, Aachen
  •   OSAI A.S. S.p.A., Parella, Italien
  •   Tre Tau Engineering s.r.l., Turin, Italien

ilt.fraunhofer.de

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