Projekt | 13.09.2016

Kupferrückgewinnung aus Altbeizsäuren und Altstoffströmen

Kupferhaltige Abfälle

Kupfer ist wegen seines vielfältigen Einsatzes in verschiedenen wichtigen Wirtschaftszweigen und aufgrund seiner Mengenrelevanz überdurchschnittlich bedeutsam für die bayerische Wirtschaft. Bei der Wieland-Werke AG als Hersteller von Halbzeugen aus Kupfer und Kupferlegierungen fallen erhebliche Mengen kupferhaltiger Abfälle an, die zum überwiegenden Teil verwertet werden. Trotz dieser Verwertung verbleiben nennenswerte Kupfermengen in Abfällen zur Entsorgung. Dies sind Anteile von Altbeizsäuren, die nicht wieder aufbereitet werden können, sowie der Neutralisationsschlamm der Abwasserbehandlungsanlage. Bei Kunden des Entsorgers Knittel GmbH fallen Abfälle aus Aluminium-Kunststoff-Verbunden an. bifa hat ein Verfahren zur kombinierten Verwertung von kupferhaltigen Abfallströmen und aluminiumhaltigen Abfällen weiterentwickelt und im Technikumsmaßstab erprobt.

Technisches Vorgehen

Die Umsetzung des Verfahrens in einen großtechnischen Maßstab führte über Voruntersuchungen und Laborversuche mit ersten Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen. Als Zwischenschritt im Scale-up zur großtechnischen Anlage wurde eine Pilotanlage im Technikumsmaßstab konzipiert und betrieben, um Parameter für die Auslegung abzuleiten und die Grundlage für eine belastbare Wirtschaftlichkeitsanalyse bereitzustellen. Die Kopplung zweier an sich getrennt behandelter Reststoffströme aus verschiedenen Branchen ist aus ökologischer und ökonomischer Sicht von Interesse: Es wurden zwei Verwertungsaufgaben simultan gelöst, wobei nur eine Verwertungsanlage benötigt wird, die aus beiden Stoffströmen Wertstoffe in direkt verwendbarer Form (Kupfer, Aluminiumhydroxid und ggf. Kunststoffe) zurückgewinnt. Die Rückgewinnung von Kupfer aus kupferhaltigen Reststoffen durch Zementation mit geringwertigen Aluminiumabfällen wurde erfolgreich erprobt und so weit entwickelt, dass eine großtechnische Anlage konzipiert und kalkuliert wurde.

Wirtschaftliche Rahmenbedingungen

Im Laufe des Projekts wurden die wirtschaftlichen Rahmenbedingungen durch Sinken des Kupferpreises um 25%, erfolgreiche Bemühungen zur prozessintegrierten Abfallvermeidung und sinkende Kosten der kupferverarbeitenden Industrie für Entsorgung bzw. Verwertung der kupferhaltigen Reststoffe ungünstig beeinflusst. Wirtschaftliche Mindestmengen sind regional kaum zu gewinnen, bei überregionalen Ansätzen steigen Logistik-aufwand und damit Kosten. Unter all diesen Rahmenbedingungen ist das unternehmerische Risiko derzeit zu groß. Daher wurde die Investition in eine Zementationsanlage zumindest vorerst zurückgestellt.

Ausblick

Die wirtschaftliche Umsetzung von Recyclinglösungen in Deutschland ist deutlich von volatilen globalen Rohstoffmärkten beeinflusst. Unternehmen werden neue Verfahren nur dann umsetzen, wenn eine hohe Wahrscheinlichkeit für eine betriebswirtschaftliche Umsetzung gegeben ist. Recycling wird nur dann in der Praxis stattfinden können, wenn die wirtschaftliche Gestaltung des geplanten Prozesses möglich ist oder durch ordnungsrechtliche Maßnahmen erzwungen wird. Die verfahrenstechnische Umsetzung von Wertstoffrückgewinnungsprozessen nach einer Forschungs- und Entwicklungsmaßnahme ist häufig technisch machbar. So entwickelte Prozesse weisen ein unmittelbares hohes ökologisches Potenzial auf. Mittelfristig steht zu erwarten, dass sie einen nicht zu unterschätzenden Beitrag zur Volkswirtschaft in Deutschland leisten werden.