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Forscher tüfteln an der Rückgewinnung von Wertstoffen

06.05.2013
Erste Ergebnisse der r³-Forschung präsentiert

Mehr als 200 Experten diskutierten auf der Kickoff-Veranstaltung der Fördermaßnahme „r³ - Innovative Technologien für Ressourceneffizienz - Strategische Metalle und Mineralien“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) am 17. und 18. April in Freiberg über Möglichkeiten der Rückgewinnung, Einsparung und des Ersatzes von wirtschaftsstrategischen metallischen Rohstoffen. Neue Technologie- und Produktionsverfahren sollen zukünftig die Versorgung mit solchen Rohstoffen sichern.


In Mobiltelefonen und anderen Hightech-Produkten stecken viele wichtige mineralische und metallhaltige Rohstoffe. Bild: HZDR / Büro Quer

+ Recycling von Elektronikaltgeräten
Die Rückgewinnung von metallischen Rohstoffen aus ausgedienten Produkten ist nicht ganz so einfach: Seltene Metalle sind häufig sehr versteckt in High-Tech-Produkten eingebaut und so kombiniert, dass sie sich nur mit hohem Aufwand trennen lassen. „Wir müssen den Aufbau von Produkten und den Einsatz von Metallen besser verstehen und beschreiben um das Recycling zu verbessern.“ Das empfiehlt das r³-Verbundprojekt „UPgrade“ unter der Leitung der Technischen Universität Berlin als ein Zwischenergebnis der bisherigen Arbeiten. Die Berliner Professorin Vera Rotter zeigte für acht Metalle, welche Probleme und Fragen sich beim Recycling der von ihr untersuchten Elektronikaltgeräte stellen. Neben Gallium und Germanium aus Mikrochips und Indium aus Flachbildschirmen konzentriert sich das Projekt „UPgrade“ auf Seltene Erden, Tantal, Kobalt, Zinn und Antimon. Im Ergebnis soll ein Wertstoffkataster für verschiedene Produkte erstellt werden. Mit Praxispartnern werden neue Anreicherungsverfahren entwickelt und getestet, die auf bislang nur unzureichend rückgewonnene Metalle zielen. Mit diesen Ergebnissen soll dann gemeinsam mit Herstellern von Elektronikaltgeräten diskutiert werden, wie Produkte für ein sinnvolles und effizientes Recycling letztendlich „designt“ werden müssen (Stichwort „Design for Recycling“).

+ Ersatz für Indium
Da Deutschland für Indium zu 70 % auf Importe aus China angewiesen ist und die Preise stetig ansteigen, sucht das r³-Verbundprojekt SubITO unter Leitung von Dr. Holger Althues vom Fraunhofer Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS nach alternativen Rohstoffen und Verfahren zur Herstellung leitfähiger Schichten für Touchscreens, Flachbildschirme oder Photovoltaikzellen. Erste Ergebnisse zeigen, dass sich mit Zinnoxid ähnlich gute leitfähige Eigenschaften erzeugen lassen und zudem erhebliche Kosten eingespart werden können; Indium ist derzeit 38-mal teurer als Zinn.
+ Wertstoffe in alten Bergbauhalden
Metallische Rohstoffe finden sich aber auch in Bergbau- und Hüttenhalden über ganz Deutschland verteilt. Das r³-Haldencluster präsentierte erste Ergebnisse von insgesamt drei Verbundprojekten, die deutschlandweit diese Halden auf ihren Gehalt an Wertstoffen untersuchen. „Dort lagern erhebliche Mengen an strategisch wichtigen Metallen wie Indium, Lithium, Germanium und Gallium“, so Prof. Jens Gutzmer, Direktor des Helmholtz-Instituts Freiberg für Ressourcentechnologie (HIF) und Koordinator des r³-Haldenclusters. Erste Proben von Bergbau- und Hüttenhalden werden derzeit auf den Gehalt an Wertstoffen untersucht, dann soll an den Methoden zur Gewinnung gearbeitet werden. Das r³-Haldencluster will letztendlich ein Ressourcenkataster für Deutschland erstellen: Auf einen Klick sieht man dann, wo sich welche Wertstoffe in Deutschland aus Halden gewinnen lassen.
+ Wertvolle Asche aus der Hausmüllverbrennung
Aber auch Rostaschen aus der Hausmüllverbrennung bergen ebenfalls einen potenziellen Schatz von Wertmetallen, wie das r³-Verbundprojekt ATR unter Leitung der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung genauer untersuchen wird. Erste Verfahren zur Rückgewinnung von Zink, Kupfer, Blei und anderen Metallen aus Aschen und Schlacken wurden bereits getestet. In einer Pilotanlage auf der Deponie Damsdorf/Tensfeld nordöstlich von Hamburg sollen die Aschen so aufbereitet werden, dass die Metalle später mit diesen Verfahren gezielt angereichert werden können.

+ Hintergrund: Die BMBF-Fördermaßnahme r3
Unter der BMBF-Fördermaßnahme „r³ - Strategische Metalle und Mineralien“ laufen seit Mitte 2012 insgesamt 28 Verbundforschungsvorhaben zum Recycling und Ersatz von Wertstoffen sowie der Gewinnung von Metallen aus alten Bergbau- und Hüttenhalden. Dabei stehen Technologieentwicklungen ebenso im Fokus wie die Bewertung der erzielten Ressourceneffizienz. Das HIF veranstaltete das Kickoff-Treffen am 17. und 18. April 2013. Das Institut ist Koordinator des Integrations- und Transferprojekts zur r³-Fördermaßnahme, das neben öffentlichkeitswirksamen Arbeiten auch die Bewertung und den Transfer der r³-Ergebnisse zur Aufgabe hat.

Das BMBF fördert in der r³-Fördermaßnahme die Forschung zur nachhaltigen Nutzung und Sicherung der Rohstoffbasis bei wirtschaftsstrategischen Technologiemetallen und Industriemineralien für Hightech-Anwendungen mit rund 30 Millionen Euro. Für zukünftige Forschung beabsichtigt das BMBF im Forschungs- und Entwicklungsprogramm „Wirtschaftsstrategische Rohstoffe für den Hightech-Standort Deutschland“ insgesamt bis zu 200 Millionen Euro für die nächsten fünf bis zehn Jahre zur Verfügung zu stellen. In Umsetzung des neuen FuE-Programms wurde bereits eine erste Förderbekanntmachung mit Fokus auf die Kooperation zwischen Deutschland und Frankreich auf dem Gebiet der wirtschaftsstrategischen Rohstoffe veröffentlicht. Die Einreichungsfrist ist abgeschlossen, das Auswahlverfahren für die zu fördernden Projekte läuft. Weitere Fördermaßnahmen des BMBF in Umsetzung des Programms sind in Vorbereitung.

Weitere Informationen:

Zur BMBF-Fördermaßnahme r3 – Strategische Metalle und Mineralien
Dr. Anke Dürkoop
Koordination INTRA r3+ - Integration und Transfer zu r³
Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie
Tel.: 0351 260 4405
a.duerkoop@hzdr.de

Zum Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie
Anja Weigl
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf
Tel.: 0351 260 2452
a.weigl@hzdr.de
www.hzdr.de

Das Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie (HIF) hat das Ziel, innovative Technologien für die Wirtschaft zu entwickeln, um mineralische und metallhaltige Rohstoffe effizienter bereitzustellen und zu nutzen sowie umweltfreundlich zu recyceln. Es wurde am 29. August 2011 gegründet, gehört zum Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf und wird in enger Kooperation mit der TU Bergakademie Freiberg aufgebaut.

Das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) forscht auf den Gebieten Gesundheit, Energie und Materie und betreibt dazu fünf Großgeräte mit teils einmaligen Experimentiermöglichkeiten, die auch externen Nutzern zur Verfügung stehen. Es hat vier Standorte in Dresden, Leipzig, Freiberg und Grenoble und beschäftigt rund 1.000 Mitarbeiter, davon ca. 450 Wissenschaftler inklusive 160 Doktoranden.

An der TU Bergakademie Freiberg in Sachsen, der deutschen Ressourcenuniversität, wird entlang der Wertschöpfungskette in den vier Themengebieten Geo, Material, Energie und Umwelt für eine nachhaltige Stoff- und Energiewirtschaft gelehrt und geforscht.

Dr. Christine Bohnet | Helmholtz-Zentrum
Weitere Informationen:
http://www.hzdr.de/presse/r3kickoff

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