EcoGaIN: Effizientes Gallium-Recycling mit vollständiger Verwertung aller Komponenten

Ziel des Projektes „EcoGaIN“ ist es, Gallium möglichst vollständig aus Hightech-Abfall zu gewinnen und dem Produktionskreislauf zurückzuführen. Ein Großteil des wertvollen Rohstoffs befindet sich in Produkten, die nach ihrer Nutzung noch als Abfall entsorgt werden. Zusätzlich gehen derzeit durch nicht nutzbare Gallium-haltige Fertigungsrückstände erhebliche Mengen des knappen Rohstoffs verloren. 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.

Beim Polieren anfallende Poliersuspension enthält Gallium in geringer Konzentration. Dieses will „EcoGaIN“ mit neuen Recyclingverfahren wiedergewinnen.

Freiberger Compound Materials GmbH

Tausendsassa Gallium

Die hohe Energieausbeute von Galliumarsenid in Halbleitermaterialen symbolisierte den digitalen Aufbruch ins 21. Jahrhundert. Heute gilt Gallium als ein Tausendsassa – es findet seinen Einsatz in LEDs oder Hochleistungs-, Hochtemperatur- und Hochfrequenzfeld-Effekttransistoren. Es ist ein gefragtes Legierungsmetall, Ersatz für Quecksilber- Thermometer, automatische Feuerlöschvorrichtungen und vieles mehr.

Doch die Verfügbarkeit von Gallium ist eingeschränkt. Gallium kommt nicht in eigenen Lagerstätten vor und oftmals sind die Galliumgehalte in Wirtsmineralen so gering, dass sich eine alleinige Gewinnung wirtschaftlich nicht darstellen lässt. Schon aus diesem Grund ist eine hohe Recyclingquote in der Fertigung sowie für Produkte mit bereits verbauten Gallium-Verbindungen sinnvoll. Die Halbleiterindustrie zählt zu den Innovationsträgern Deutschlands. Recycling ist ein wichtiges Thema, um die Effizienz der Produktion weiter zu steigern.

Die „Zero Waste Technology“

Die innovative Idee von „EcoGaIN“ besteht darin, das Gallium aus unterschiedlichen Industrieabfällen, wie Prozesswässern und Prozessschlämmen, abzutrennen und zu gewinnen. Für derartige Sekundärrohstoffe existieren bis heute noch keine technisch anwendbaren Aufarbeitungsverfahren. Zudem sollen Trennmethoden, wie die Dialyse, oder Anreicherungstechniken, wie die selektive Sorption von Gallium mit Hilfe von Mikroorganismen, auf neue Einsatzmöglichkeiten geprüft werden.

Das Projektteam von "EcoGaIN".

Freiberger Compound Materials GmbH

Als I-Punkt des Projektes steht das Ziel „Zero Waste Technology“, alle Haupt- und Nebenkomponenten, wie Siliziumdioxid oder Arsen, einer Verwertung zuzuführen. Mit dem Forschungsansatz des Projektes soll die gesamte Prozesskette vom Produktionsabfall bis zu wiederverwendbaren hochreinen Wertstoffen unter ökonomischen und ökologischen Aspekten abgebildet werden.

Kurze Wege im Technologietransfer

Das Forschungsteam besteht aus Wissenschaftlern und Unternehmern. Dazu gehören Wissenschaftler mit fundierten Erfahrungen im Rohstoffbereich, wie das Helmholtz Institut Freiberg für Ressourcentechnologie oder die TU Bergakademie Freiberg. Zum anderen können Wirtschaftsunternehmen, wie die Freiberger Compound Materials, PPM Pure Metals oder Loser Chemie unmittelbar die Praktikabilität der Forschung prüfen.

Komplettiert wird die Gruppe durch innovative kleinund mittelständische Unternehmen, wie G.E.O.S. Freiberg an der Spitze des Forschungsprojektes, dem Geokompetenzzentrum Freiberg e.V., welches international stark vernetzt ist, und dem Consulter Erz & Stein - Gesellschaft für Lagerstätten- und Rohstoffberatung.