Forschungsprojekt gestartet Wie lässt sich Tantal aus Elektroaltgeräten recyclen?

Ökonomisch sinnvolles und ökologisch verträgliches Rückgewinnen ist das Ziel.
Ökonomisch sinnvolles und ökologisch verträgliches Rückgewinnen ist das Ziel.

Tantal gilt als konfliktförderndes Material, da der Tantal-Abbau auch zur Finanzierung kriegerischer Auseinandersetzungen genutzt wird. Unter anderem deshalb wäre es sinnvoll, das Übergangselement zu recyclen.

Ein Konsortium aus Wissenschaft und Industrie beschäftigt sich unter der Koordination des Fraunhofer-Anwendungszentrums Ressourceneffizienz mit der Entwicklung neuer Verfahren zur Rückgewinnung von Tantal aus Elektroaltgeräten. Ziel des Verbundprojektes mit dem Namen IRETA ist es, einen Recyclingweg aufzustellen, über den Tantal sowohl ökonomisch sinnvoll als auch ökologisch verträglich zurückgewonnen werden kann. Die Ergebnisse sollen schlussendlich in einer Pilotanlage umgesetzt werden.

Das Übergangmetall Tantal ist wegen seines hohen Schmelzpunktes von ca. 3000 °C und seiner Korrosionsbeständigkeit ein begehrter Werkstoff in der chemischen Industrie und der Medizintechnik sowie in der Elektronik. In Tantal-Kondensatoren ermöglicht das Übergangsmetall durch seine speziellen elektrischen Eigenschaften die Konstruktion von Bauteilen, die trotz geringem Volumen eine hohe elektrische Kapazität besitzen.

Problematisch ist jedoch, dass die Förderung von Tantal zu erheblichen Teilen aus der politisch instabilen Große-Seen-Region in Afrika erfolgt. Zum Teil wird der Tantal-Abbau dort sogar zur Finanzierung kriegerischer Auseinandersetzungen genutzt, weshalb das Element von der US-Börsenaufsichtsbehörde SEC als konfliktfördernd eingestuft wird. Um unbedenkliches Tantal verwenden zu können, muss dieses entsprechend zertifiziert sein, zum Beispiel durch die OECD oder die Conflict-Free-Sourcing-Initiative.

Die Recycling-Quote von Tantal aus Altgeräten liegt derzeit bei weniger als 1 %, da es auf dem üblichen Kupfer-Recyclingweg verloren geht. Darum werden im Projekt IRETA (Entwicklung und Bewertung innovativer Recyclingwege zur Rückgewinnung von Tantal aus Elektronikabfällen), das mit rund 700.000 Euro im Rahmen der KMU-Innovationsoffensive Ressourcen- und Energeieffizienz des BMBF gefördert wird, neue Recyclingwege zur Rückgewinnung von Tantal erforscht.

Drei Recycling-Prozesse

Dadurch soll eine Sekundärproduktion aufgebaut werden, die den Importbedarf von Tantal senkt. Der geplante Recyclingweg startet damit, dass die Tantal-Kondensatoren über eine optische Erkennungs-Software auf den Platinen von Elektroaltgeräten identifiziert und anschließend vollautomatisch demontiert werden. Danach folgt die mechanische Aufbereitung der Kondensatoren zu einem Pulver. Drei verschiedene Recyclingwege, die auf chemischem Transport, funktionalisierten Nanopartikeln und elektrochemischer Abscheidung basieren, dienen zum Wiedergewinnen des Tantals aus dem Pulver.

Die drei Recyclingwege sollen nach ökonomischen und ökologischen Aspekten verglichen werden, um entscheiden zu können, welcher der drei Prozesse für den Aufbau einer Pilotanlage infrage kommt.

Vier Partner aus der Wissenschaft bringen ihr Know-how in das Vorhaben ein. Die Arbeiten zur optischen Erkennung und Entfernung der Kondensatoren werden an der Hochschule Aschaffenburg erfolgen. Die Projektkoordination sowie die mechanische Aufbereitung und die elektrochemische Abscheidung werden vom Fraunhofer-Anwendungszentrum Ressourceneffizienz in  Aschaffenburg und Alzenau durchgeführt. Die Fraunhofer-Projektgruppe für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie IWKS in Alzenau soll die Recyclingwege über Nanopartikel und chemischen Transport untersuchen. Die Ökobilanzierung zur vergleichenden Bewertung der Recyclingwege wird von dem bifa Umweltinstitut in Augsburg übernommen.

Das Konsortium wird durch die Industriepartner Mairec Edelmetallgesellschaft aus Alzenau, Iolitec aus Heilbronn und Tantec aus Gelnhausen vervollständigt.