AiF-FV-Nummer 16040 N

Metallurgische Rückgewinnung von Indium, Gallium und Germanium aus Elektronikschrott und Entwicklung entsprechender Aufarbeitungsmethoden für die Verwertungsindustrie

Status & Laufzeit

Abgeschlossen: 01.04.2009 bis 31.01.2011

Forschungsstellen

  • fem Forschungsinstitut Edelmetalle und Metallchemie
    Katharinenstr. 17, 73525 Schwäbisch Gmünd
    http://www.fem-online.de

  • Institut für Umwelt & Energie, Technik & Analytik e. V.
    Bliersheimer Str. 58 - 60, 47229 Duisburg
    http://www.iuta.de

Zusammenfassung

Das Projekt „Metallurgische Rückgewinnung von Indium, Gallium und Germanium aus Elektronikschrott und Entwicklung von Aufarbeitungsmethoden für die Verwer-tungsindustrie“ gliedert sich in zwei voneinander praktisch unabhängige Untersu-chungen: Zum einen betrifft es die Herstellung geeigneter und entsprechend eingeengter Fraktionen aus dem Elektronikschrott, in denen das Zielmaterial möglichst angereichert enthalten ist und zum anderen aus der Extraktion und metallurgischen Aufarbeitung beziehungsweise Gewinnung. Als aussichtsreiche Basis für die gesuchten Wertstoffe wurden LCD-Geräte für die Untersuchungen ausgewählt. Es wurden Arbeitsabläufe für deren Zerlegung entwi-ckelt, die dabei erzeugten Materialfraktionen wurden definiert und die dafür geeigneten Verwertungsverfahren wurden aufgezeigt bzw. weitergehende Untersuchungen angestellt oder Lösungsvorschläge erarbeitet, wenn kein etabliertes Verfahren verfügbar war. Insgesamt wurden über 2.500 Geräte in einem nach 4. BImSchV genehmigten Fachbetrieb zerlegt. Die einzelnen Zerlegeschritte waren zwar stark an die gewerbliche Nutzbarkeit der Fraktionen orientiert, die Zerlegungstiefe orientierte sich jedoch an den sachlichen und wissenschaftlichen Erfordernissen des Projektes. In den Displays wurden die seltenen Elemente und ihre Verbindungen analysiert und für ihre mechanische Abtrennung aus dem Verbund, ihre Fraktionierung, ihre Extraktion und Anreicherung wurden Verfahren entwickelt, die ein anschließendes Recycling der Stoffe möglich machen. Wichtig waren vor allen Dingen die Voraussetzungen für eine optimale Ausbeute am Beispiel von Indium. In Hinblick auf eine mögliche Verwertung der angereicherten Fraktionen wurden versuchsweise Schmelzextraktionen durchgeführt. Sie zeigten, dass Indium mit Kupfer oder auch mit Blei angereichert werden kann. Alternativ wurde, wie in der Literatur vielfach vorgeschlagen, die Indiumabtrennung mit Säuren geprüft. Unter den gewählten (kostengünstigen) Bedingungen – i. e. Laugung mit verdünnter Schwefelsäure und langen Einwirkzeiten – können aus rohem Displayschrott 80 – 90 % des Indiums extrahiert werden. Als Rückstand der thermisch-mechani-schen Indiumabtrennung verbleiben 65 – 75 % der Inputmasse in Form von Glasscherben. Sie können grundsätzlich als Zuschlagstoff zur Herstellung von Glasschaum im Baubereich eingesetzt werden, wenn die gesetzlichen Anforderungen an die Eluierbarkeit von Schadstoffen mit Wasser erfüllt werden, hier insbesondere das leicht eluierbare Arsen. Als Ergebnis des Projektes ergibt sich als aussichtsreiches Verfahren für die Rück-gewinnung von Indium eine Kombination aus kurzem Vorglühen an Luft und mechanischer Abrasion. So können 80 – 99 % des ursprünglichen Indiuminventars in einer Feinfraktion angereichert werden. Die Ziele des Vorhabens wurden erreicht.

Förderhinweis

Das Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung Umwelttechnik wird / wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Dokumente