Add Resources: Flammgeschützte Kunststoff-Abfälle sind gehaltvolle Rohstoffquelle

Das Forschungsprojekt „Add Resources“ gewinnt die seltenen Metalle Antimon und Titan aus Altkunststoffen zurück und verwendet sie anschließend weiter. Der prognostizierte jährliche Mehrwert: Bis zu 40 Millionen Euro. Die dafür entwickelte Technologie soll nach erfolgreicher Forschung zur großtechnischen Industrieanlage ausgebaut werden. Das Projekt wird im Rahmen der Fördermaßnahme „r4 – Innovative Technologien für Ressourceneffizienz – Forschung zur Bereitstellung wirtschaftsstrategischer Rohstoffe“ gefördert. „r4“ sichert Hightech-Ressourcen und damit Zukunft.

Der Schlüssel: Landfill Mining

Antimon ist eines der seltensten Metalle der deutschen Wirtschaft. Auch weltweit steigt der Bedarf. Um bis zu sieben Prozent jährlich wächst in einigen Weltregionen, beispielsweise im asiatisch-pazifischen Raum, der Markt für halogenierte Flammschutzmittel, die Antimon enthalten.

Weil Antimon als Brandhemmer für Kunststoffe wirkt, wird es vorwiegend in Elektronikprodukten eingesetzt. Über 70 Prozent des Antimonvorrats befinden sich in bereits verarbeiteten Produkten. Elektroaltgeräte sind damit eine bedeutende Ressource. „Landfill Mining“, also die Rückgewinnung wertvoller Ressourcen aus Abfällen, gewinnt damit auch für Antimon an Bedeutung. Das Projektteam von „Add Resources“ nutzt in diesem Sinne die flammgeschützten Altkunststoffe als Rohstoffquelle.

Technologie plus Gesetz

Die Zielstellung des Projekts, Antimontrioxid und das Weißpigment Titandioxid aus den Kunststoffen der Elektro­altgeräte zurückzugewinnen, bedarf einer umfassenden Innovation. Zum einen ist Antimontrioxid in niedriger Konzentration vielfältig im Abfallstrom verteilt. Zum anderen dürfen nach geltendem Recht die entsprechenden Kunststoffe nur unter bestimmten Voraussetzungen verwertet werden: Alte bromierte Flammschutzmittel, die als langlebige organische Schadstoffe, sogenannte Persistente Organische Pollutants, gelten, müssen sicher separiert und zerstört werden. Ein Großteil der Kunststoffe wird derzeit kostenpflichtig entsorgt.

So wird das Projektteam von „Add Resources“ die Technologie im Einklang mit dieser Gesetzgebung gestalten. Neue Verfahren gilt es, in bestehende und künftig geplante Verwertungsketten zu integrieren.

Das Projektziel ist die Umsetzung der Prozessentwicklung unter wirtschaftlichen Bedingungen. Darauf sollen Produktionsverfahren und Produkteigenschaften ausgerichtet werden.

Elektroaltgeräte

Elektroaltgeräte als Ressource: “Add Ressources” gewinnt daraus Antimon und
Titan zurück.

Fraunhofer IVV

Industrie stellt Muster bereit

Wie lassen sich aus den Elektro-Abfällen hochwertige Sekundärrohstoffe herstellen? Zunächst erfasst ein Screening den Gehalt der Kunststoffe an seltenen Metallen. Das erfolgt an repräsentativen Mustern; dabei handelt es sich um konzentrierte flammgeschützte Abfälle aus der Industrie. Exemplarisch wird an diesen das Wertstoffpotenzial für Antimon und Titan analysiert und ein Konzept zur bundesweiten Rücknahme entsprechender Fraktionen erarbeitet.

Die Forscher des Fraunhofer-Instituts für Verfahrenstechnik und Verpackung erarbeiten anschließend ein Verfahren, wie sich die Additive vom Kunststoff trennen lassen und wie Antimon und Titan separiert und gereinigt werden können. Die erzeugten Sekundärprodukte sollen technischen Ansprüchen genügen – Voraussetzung für die Wiederverwendung.

Das Fraunhofer IVV optimiert und betreibt eine kleintechnische Dekanterzentrifuge zur Musterproduktion dieser Sekundärprodukte. Die erstellten Produktmuster werden chemisch analysiert und vom Projektpartner „Argus Plastics GmbH“ einer intensiven Anwendungsprüfung unterzogen und optimiert. Parallel werden die abgetrennten Kunststofflösungen exemplarisch zu Polymer-Recyclaten verarbeitet, um die Kreislaufführung der verwendeten Lösungsmittel und die Qualität der Recyclate zu belegen. Eine umfassende Wirtschaftlichkeitsbetrachtung untersucht, unter welchen Umständen eine industrielle Produktion sinnvoll ist.

Ist das Projekt erfolgreich, könnten so künftig etwa 3000 bis 4000 Jahrestonnen Antimon aus den in Deutschland anfallenden Kunststoffen des Elektroaltgeräte-Recyclings gewonnen und zu marktfähigen Sekundärstoffen verarbeitet werden. Dies entspricht einem Materialwert von
20 bis 40 Millionen Euro.