r³-Forschung Forscher tüfteln an der Rückgewinnung von Rohstoffen

Neue Technologie- und Produktionsverfahren sollen zukünftig die Versorgung mit Rohstoffen sichern, so das Ergebnis der Kick-Off-Tagung des Forschungsverbundes »r³ - Strategische Metalle und Mineralien«, eine Initiative des Bundesministeriums für Forschung und Wissenschaft.

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.

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.