Hightech-Metalle haben herausragende Eigenschaften und kommen auf unserem Planeten nur sehr begrenzt vor. Sie werden – wie ihr Name schon sagt – für die Fertigung hochfunktionaler Produkte wie etwa Servern, Smartphones, Glasfaserkabeln, Touchscreens und zunehmend auch Automobilen benötigt. Dieses Spannungsfeld aus seltenen Vorkommen und vielfältigem Einsatz macht viele Hightech-Metalle zu versorgungskritischen Metallen für die hiesige Wirtschaft.

Eine große Chance, die natürlichen Ressourcen zu schonen und die Wirtschaft mit kostengünstigen Rohstoffen zu versorgen liegt in der Rückgewinnung der Hightech-Metalle aus alten, defekten oder ungenutzten Elektro- und Elektronikgeräten, kurz EAG. Weniger als 1 % der meisten dieser Hightech-Metalle wird aktuell aus EAG recycelt. Hier setzt gagendta⁺ mit seiner innovativen Prozesskette an.

Das Projekt befasst sich mit den Zielmetallen Gallium, Germanium, Neodym und Tantal – aus der Kurzbezeichnung dieser Elemente im Periodensystem ergibt sich der Titel des Vorhabens:

„gagendta⁺“. Die Metalle werden oft zusammen mit Dysprosium, Indium, Praseodym und Yttrium eingesetzt, die als Begleitmetalle ebenfalls betrachtet werden – dafür steht das Plus in gagendta⁺.

Vom Abfall zum Rohstoff

Ziel von gagendta⁺ ist es, die genannten Hightech-Metalle aus EAG zu gewinnen und sie zurück in den Wirtschaftskreislauf zu führen. . Entlang einer modularen Prozesskette sollen die Hightech-Metalle schrittweise aufkonzentriert und schließlich in Form marktfähiger Produkte zurückgewonnen werden. Der Ansatz greift bereits zu Beginn der Recyclingkette, wo die Hightech-Metalle aus den Abfallströmen entfernt werden, bevor sie den üblichen Entsorgungsweg gehen. In der Regel führt dieser Weg in den integrierten Kupferschmelzprozess, in dem Kupfer und Edelmetalle wie Gold äußerst effizient zurückgewonnen werden, die genannten Hightech-Metalle allerdings vor allem in der Schlacke verloren gehen. Mit gagendta⁺ sollen

• Die Recyclingraten der Hightech-Metalle signifikant erhöht werden, ohne die bestehenden Verwertungswege für Massen- und Edelmetalle zu beeinflussen,
• Sekundärrohstoffe für Industrie und Wirtschaft erzeugt werden
• und so die aktuell bestehende Kreislauflücke bei den Hightech-Metallen geschlossen werden.

Zusammen mit der Steigerung der Recyclingraten und der Schließung der Kreislauflücke gehen auch positive Effekte für die Umwelt einher. Schwer erschließbare Primärrohstoffe müssen nicht unter hohem Energieeinsatz und Naturzerstörung abgebaut werden. Zudem werden die zu entsorgenden Abfallmengen im EAG-Bereich reduziert. Die zielgerichtete und fachgerechte Verwertung mit Hilfe der gagendta⁺ Prozesskette sorgt so dafür, dass weniger Schadstoffe in die Umwelt gelangen.

Ermöglicht wird das Projekt durch das Förderprogramm „r⁴ – Innovative Technologien für Ressourceneffizienz – Forschung zur Bereitstellung wirtschaftsstrategischer Rohstoffe“, initiiert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). Fraunhofer UMSICHT in Sulzbach-Rosenberg und sieben Partner aus Wissenschaft und Industrie arbeiten zusammen an der Entwicklung einer „Modularen Prozesskette zur dezentralen Rückgewinnung von ausgewählten Technologiemetallen“. Das Konsortium besteht aus den folgenden Partnern:

• Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT – Institutsteil Sulzbach-Rosenberg (Verbundkoordinator)
• ALBA Electronics Recycling GmbH
• KAUTZ Technologies GmbH
• Hubert Tippkötter GmbH
• Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
• Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB
• Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC – Projektgruppe IWKS
• Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm