Suchen

Dank neuem Recyclingverfahren: Elektroschrott als Goldgrube

Autor / Redakteur: Stefan Parsch, dpa / Sebastian Gerstl

Elektroschrott aufzuarbeiten bleibt eine Herausforderung. Es fehlen Verfahren dafür, die verschiedenen Metalle kostengünstig und umweltschonend zu trennen. Mit einer neuen Methode lässt sich Gold gut einfangen - auch sie hat aber gravierende Nachteile.

Firmen zum Thema

Forscher haben ein Recyclingverfahren entwickelt, dass es erlaubt, verarbeitete Metalle aus elektronischen Bauteilen, wie etwa Platinen, nahezu vollständig zu recyclen. Experten zweifeln aber an der Skalierbarkeit der Methode: Der Elektroschrott muss zuerst in Königswasser aufgelöst werden.
Forscher haben ein Recyclingverfahren entwickelt, dass es erlaubt, verarbeitete Metalle aus elektronischen Bauteilen, wie etwa Platinen, nahezu vollständig zu recyclen. Experten zweifeln aber an der Skalierbarkeit der Methode: Der Elektroschrott muss zuerst in Königswasser aufgelöst werden.
(Bild: gemeinfrei / Pixabay )

Mit einem „neu entwickeltem“ Recyclingverfahren lassen sich aus Elektroschrott bevorzugt Edelmetalle gewinnen, vor allem Gold. Die Methode funktioniere auch, wenn mehr als 60 Metalle in einer Lösung vorhanden sind, wie es etwa bei aufgelösten Leiterplatten der Fall sei, berichten Forscher im Fachjournal Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Goldatome binden sich demnach nicht nur an ein Polymer, sondern auch an andere Goldatome, so dass winzige Klümpchen entstehen.

Entwickelt haben das Verfahren Forscher um Cafer Yavuz vom Korea Advanced Institute of Science and Technology in Daejeon (Südkorea). „Obwohl Leiterplatten mehr Edelmetalle enthalten als die Erze in Bergwerken, werden 80 Prozent dieser Abfälle immer noch auf Deponien verbracht, hauptsächlich aufgrund des Fehlens selektiver, nicht ertragreicher Rückgewinnungsverfahren ohne Cyanid“, erläutern sie. Dies werde zunehmend zu einem Problem, weil sich allein die Leiterplatten beim Elektroschrott zu 50 Millionen Tonnen pro Jahr summierten - bei einer jährlichen Steigerungsrate von fast neun Prozent.

Porphyrin als Schlüsselstoff

Yavuz und Kollegen setzen auf ein hochporöses Polymer aus Porphyrinen. Diese Stoffklasse kann Metallatome in einer ringförmigen Struktur binden; zu ihr gehört beispielsweise auch Häm als Bestandteil des Blutfarbstoffs Hämoglobin mit einem Eisenatom in der Mitte. Durch die Zugabe von Phenazin wird das Polymer stabiler und weniger anfällig für Oxidation. Mit diesem Polymer, COP-180 genannt, gelang es den Forschern, vor allem Gold und Platin aus einer Lösung mit 63 Metallen zu gewinnen.

Bei einem pH-Wert von 2 (sehr sauer) banden sich 99 Prozent der Goldionen innerhalb einer halben Stunde an das Polymer. Platin ist in dieser Hinsicht schwerfälliger: 77,4 Prozent in 24 Stunden. Wenn Metallatome nur in den Porphyrinringen gebunden würden, könnte das Polymer pro Gramm 0,173 Gramm Gold binden. Tatsächlich aber fanden die Forscher einen Wert von 1,62 Gramm Gold pro Gramm Polymer, also fast das Zehnfache. Wie sie in weiteren Untersuchungen herausfanden, binden sich an die Goldatome, die am Polymer gebunden sind, weitere Goldatome und bilden kleine Cluster.

Rückgewinnung aus in Königswasser gelösten Platinen

Bei einem Versuch mit Leiterplatten, die in verdünntem Königswasser (Salz- und Salpetersäure) gelöst wurden, konnten die Forscher immerhin noch 94 Prozent des Goldes zurückgewinnen. Sie errechneten auch, dass die Startchemikalien etwa fünf US-Dollar pro Gramm kosteten, während das damit gewonnene Gold etwa 64 US-Dollar einbringen würde. Zudem kann auch das Polymer recycelt werden. „Es ist zu erwarten, dass sich die Gewinnspanne bei jedem nachfolgenden Recyclingvorgang erheblich erhöht, obwohl die Goldgewinnung zum einmaligen Gebrauch wirtschaftlich rentabel erscheint“, schreiben die Forscher.

Klaus Opwis bezeichnet die Recyclingmethode als „sehr vielversprechenden Ansatz“. Opwis forscht am Deutschen Textilforschungszentrum Nord-West in Krefeld an ähnlichen Metallgewinnungsverfahren mit Hilfe spezieller Textilien. Die von seiner Arbeitsgruppe erreichten Metallgewinnungsraten liegen deutlich unter denen der Koreaner.

Zweifel an der Skalierbarkeit der Methode

Daniel Goldmann von der Technische Universität Clausthal in Clausthal-Zellerfeld hält die Studie für wissenschaftlich nicht uninteressant, erkennt darin aber keinen Ansatz für eine Umsetzung im großen Maßstab: „Den kompletten E-Schrott in Königswasser zu geben und aus der entstehenden Lösung Gold zu extrahieren, finde ich im Hinblick auf eine industrielle Umsetzung doch sehr gewagt.“

Auch Katrin Bokelmann von der Fraunhofer-Einrichtung für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategien IWKS in Alzenau sieht den Ansatz nicht als Standardverfahren für Elektroschrott. Dazu seien die Prozessschritte mit Säuren und Basen zu aufwendig, zumal diese Substanzen am Ende als Abfall übrig blieben. Nur bei Metalllösungen, die ohnehin bei industriellen Prozessen entstünden, sei die Anwendung des Verfahrens sinnvoll. In Schmelzöfen könnten hingegen schon viele Metalle, auch Gold, zurückgewonnen werden. „Die Schmelzprozesse sind etabliert“, so Bokelmann. Schwierigkeiten gebe es noch bei Metallen, die nur in sehr geringen Konzentrationen vorliegen.

(ID:46665293)