Edelmetalle: Nachhaltig einsetzen und wiederverwerten
Der intelligente Umgang mit immer knapper werdenden Edelmetallrohstoffen wird für den Hightechstandort Deutschland ein wichtiger Wirtschaftsfaktor. Ressourcen gebrauchen und nicht verbrauchen lautet die neue strategische Ausrichtung für eine wettbewerbsfähige Industrieproduktion. Mit intelligenten Wertstoffkreisläufen und nachhaltigerem Ressourceneinsatz sichern Chemie und Edelmetallindustrie ihre internationale Wettbewerbsfähigkeit.
Die Versorgung mit Rohstoffen wie Metallen, Edelmetallen und Seltenen Erden hat laut Prof. Gerhard Sextl für die produzierende Industrie in Deutschland immense Bedeutung. „Im Zuge der zunehmenden Industrialisierung der Schwellenländer zeichnen sich Versorgungsengpässe in der Zukunft ab“, sagte der Leiter des Fraunhofer-Instituts für Silicatforschung ISC, Würzburg, Ende November beim Heraeus-Technologieforum in Hanau, das Lösungswege aufzeigte, wie Chemie und Edelmetalle zum effizienteren Ressourceneinsatz in der produzierenden Industrie beitragen können. Denn als rohstoffarmes Land ist Deutschland auf den Import fast aller für die Hochtechnologie wichtigen Ausgangsstoffe angewiesen.
Nach Aussage des Fraunhofer-Wissenschaftlers ist es daher zwingend erforderlich, die Versorgung mit Rohstoffen abzusichern. Es müsse zum Beispiel eine bessere Nutzung der Rohmateralien durch die Einrichtung intelligenter Wertstoffkreisläufe erreicht werden. „Dazu sollten wir verstärkt vom Ressourcengebrauch statt vom Ressourcenverbrauch sprechen“, forderte der ISC-Leiter.
Auch für Edelmetalle gilt: Die Versorgung muss sichergestellt sein
Einen bedeutenden Beitrag zum umsichtigen Umgang mit Wertstoffen soll künftig die Fraunhofer-Projektgruppe für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie (Fraunhofer IWKS), Alzenau, leisten. Diese Arbeitsgruppe wurde jüngst von Vertretern der produzierenden und verarbeitenden Industrie im Rhein-Main-Gebiet gemeinsam mit der Fraunhofer-Gesellschaft gegründet.
„Die Gruppe hat die Aufgabe, neue Verfahren zum Recycling von kritischen Wertstoffen unter ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten zu entwickeln. In einem weiteren Schritt soll auch an der Substitution von Werkstoffen gearbeitet werden, deren Verfügbarkeit als kritisch beurteilt wird“, so Sextl.
Als Beispiel dafür nannte der Wissenschaftler Touchscreens. Diese nutzen als leitfähige Schicht bislang das spröde Indium-Zinn-Oxid (ITO), das aufwendig und teuer aufgebracht werden müsse und auch wegen seiner spröden Eigenschaften keine optimale Lösung darstelle. Durch die Steigerung der Leitfähigkeit elektrisch leitfähiger Polymere könnten die ITO-Schichten in Touchscreens künftig durch polymerbeschichtete Folien ersetzt werden.
Forschung soll Industrie beim nachhaltigen Einsatz von Edelmetallen unterstützen
Frank Heinricht, Vorsitzender der Geschäftsführung der Heraeus Holding, Hanau, bekräftigte während des Technologieforums, dass die produzierende und die verwertende Industrie in diesem Themenbereich Unterstützung aus der anwendungsorientierten Forschung benötigt. Denn neben dem strategischen Zugang zu Rohstoffen werde das Recycling zur Rohstoffsicherung immer wichtiger. Mit technisch ausgefeilten Recyclingverfahren gewinne der Edelmetall- und Technologiekonzern Platin oder Gold aus verbrauchten edelmetallhaltigen Rückständen und Produkten nach internationalen Standards zurück.
Aus den zurückgewonnenen Edelmetallen werden laut dem Heraeus-Geschäftsführer wieder neue Produkte für industrielle Anwendungen hergestellt. „Wir sind in der Lage, alle Edelmetalle selbst aus stark verdünnten Rückläufen aus der Industrie aufzubereiten. Mit diesem Edelmetallkreislauf schonen wir Ressourcen und tragen zum Umweltschutz bei“, betonte Heinricht.
Beim Abbau von Platingruppenmetallen aus Minen finden sich laut Jan Schapp, Fertigungsleiter Recycling bei Heraeus, lediglich 2 g bis 6 g Edelmetall in 1 t Gestein. Zudem sei die Gewinnung aus Minen sehr energieintensiv. „Der Energieverbrauch bei der gleichen Menge Platin ist beim Recycling um den Faktor 70 bis 100 und die Kohlendioxid-Emissionen sogar um den Faktor 200 bis 300 geringer“, so Schapp.
Auch gering konzentrierte Edelmetalle können zurückgewonnen werden
Selbst bei sehr gering konzentrierten Edelmetallrückständen gebe es heute geeignete Verfahren, um ressourcenschonende Effekte zu erzielen. Als Beispiel nannte Schapp die in der chemischen Industrie bei zahlreichen katalytischen Prozessen anfallenden Mengen flüssiger Rückstände, die Edelmetallkatalysatoren in sehr geringer Konzentration gelöst enthalten – oft deutlich weniger als 100 ppm. Bislang hätten diese kaum oder nicht wirtschaftlich recycelt werden können.
Ein neues Adsorptionsverfahren (Scavenger-Technologie), das in Kooperation mit dem Unternehmen Phosphonics, Abingdon (UK), angeboten wird, ermöglicht es nun Heraeus, diese gering konzentrierten, edelmetallhaltigen Abfalllösungen effizient aufzuarbeiten. Beim Scavenger-Verfahren erfolgt der erste Aufbereitungsschritt direkt vor Ort auf Kundenseite. Dies spart vor allem die hohen Transportkosten für große, verdünnte Flüssigkeitsmengen.
Bei dem Verfahren ziehen die Scavenger genannten selektiven Adsorptionsmittel die fein verteilten edelmetallhaltigen Rückstände aus der Lösung an. Dabei wird das Edelmetall auf der Oberfläche des Adsorptionsmittels gebunden. Die vorher stark verdünnten Rückstände können so um den Faktor 100 bis 10 000 konzentriert werden. Anschließend wird das beladene Material mit dem wertvollen Inhalt zu Heraeus transportiert und bei den Hanauer Edelmetallspezialisten durch nasschemische Prozesse so aufbereitet, dass am Ende wieder reines Edelmetall vorliegt.
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