Aufbereitung von Roh- und Reststoffen

Für Eisenmetalle, Glas, Papier oder viele Kunststoffe sind heute bereits in großem Maßstab Recyclingverfahren etabliert. Doch für zahlreiche weitere Wertstoffe, insbesondere aus komplexen Bauteilen und Stoffmatrices, existieren – mangels geeigneter Aufbereitungsverfahren – bislang keine wirtschaftlichen Rückführungsprozesse. Ausgediente Elektronikprodukte etwa sind wahre Rohstofflager für Metalle wie Kupfer, Zink, Platin oder Gold und Seltene Erden wie Neodym und Dysprosium.

Unsere primären Rohstoffe sind endlich und werden vielfach weder nachhaltig noch sozial verträglich in politisch instabilen Regionen abgebaut. Um eine wachsende Weltbevölkerung mit Rohstoffen versorgen zu können und die Abhängigkeit vom Import der Rohstoffe zu mindern, erarbeiten wir Verfahren, um Sekundärrohstoffe aus Produktions- und Abfallströmen für eine Wiederverwendung zurückzugewinnen – in einer den Primärrohstoffen gleichwertigen Qualität und mit vergleichbarem Prozessaufwand bzw. Kosten.

Die möglichst selektive Trennung ist ein grundlegender und entscheidender Schritt sowohl in der primären als auch der sekundären Rohstoffaufbereitung. Die Schritte der Stofftrennung sind bisher aufwendig und bestimmen daher wesentlich die Betriebskosten, aber auch die Nachhaltigkeit der Prozesse. Um dieses Problem zu lösen, entwickelt das Fraunhofer IGB Verfahren, welche die Energie- und Kosteneffizienz im Vergleich zu etablierten Prozessen erheblich steigern oder die selektive Trennung bestimmter Rohstoffe erst ermöglichen.

Rückgewinnung statt Entsorgung – Mehrwert generieren aus Abfallströmen

Das Fraunhofer IGB entwickelt neue Verfahren, welche die selektive Trennung von Stoffen ermöglichen und so zur Rückgewinnung von Wertstoffen eingesetzt werden können.

Recycling von Phosphor- und Stickstoff-Nährstoffen als Dünger

Großer Handlungsbedarf besteht bei der Versorgung der Landwirtschaft mit Düngemitteln. Hier erarbeiten wir Prozesse, um wichtige Pflanzennährstoffe wie Phosphor und Ammonium aus Abwasser, Gülle, Gärresten und Klärschlämmen zurückzugewinnen. Dabei werden Verfahren erarbeitet und kombiniert, um die Nährstoffe so aufzuarbeiten oder zu pelletieren, dass sie direkt als hochwertige und anwendungsspezifische Dünger für die Landwirtschaft zur Verfügung stehen.

Für das Phosphorrecycling aus phosphatreichem Abwasser haben wir neben Fällungsverfahren einen rein elektrochemischen Prozess entwickelt, der Magnesium-Ammonium-Phosphat als direkt einsetzbaren Dünger liefert.

Referenzprojekte

Weiterführende Informationen zum Thema

© Foto Fraunhofer IGB

Duengepellets
© Foto Fraunhofer IGB

Bodenverbesserer durch Aufarbeitung organischer Reststoffe

Organische Reststoffe wie Klärschlamm, Gärreste oder Gülle sind reich an gelösten Nährstoffen, enthalten aber auch organisch gebundenen Phosphor, den wir enzymatisch mobilisieren und zurückgewinnen. Die zurückbleibenden nährstoffarmen organischen Fraktionen arbeiten wir anschließend über verschiedene Verfahren zu rein organischen Bodenverbesserern auf. Die Verluste an organischer Substanz im Boden können damit ausgeglichen und die Bodenfruchtbarkeit verbessert werden.

Referenzprojekte

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Rückgewinnung wertschöpfender Metalle für Hochtechnologie-Anwendungen

Das Recycling von Edelmetallen oder Seltenen Erden ist von großer wirtschaftlicher Bedeutung. Prozess- und Abwasserströme, z. B. aus Laugungsbädern der Galvanikindustrie, oder Deponiesickerwässer enthalten, wenn auch teilweise in nur geringer Konzentration, insgesamt signifikante Mengen an Metallen. Auch Feststoffe wie Aschen aus Verbrennungsprozessen enthalten mitunter Metalle als Stoffgemische. In diesen Fällen kann es von Vorteil sein, Metalle zunächst in Lösung zu bringen (Leaching), bevor sie anschließend aufkonzentriert und abgetrennt bzw. als Feststoff abgeschieden werden können. Die Ausgestaltung dieser Verfahrensschritte entscheidet über die Effizienz und Nachhaltigkeit des Gesamtprozesses. In Fraunhofer-Projekten konnten wir neue Technologien entwickeln und vorhandene optimieren, sodass uns nun ein breites Portfolio und Erfahrung in der Integration zu Prozessketten zur Verfügung steht.

Diese Technologien können auch zur Aufbereitung von Rohstoffen eingesetzt werden.

Referenzprojekte

 

Reststoffe der Lebensmittelindustrie

Wertvolle Inhaltsstoffe können zurückgewonnen werden. Proteine aus Molke fraktionieren wir z. B. über Elektromembranfiltration.

Biogene Reststoffe stofflich nutzen

Reststoffe lassen sich auch über fermentative oder chemische Verfahren wertschöpfend zu Basischemikalien umwandeln.

Trennverfahren

Für die Aufbereitung komplexer Stoffgemische hat das Fraunhofer IGB verschiedene Trennverfahren entwickelt und etabliert, die wir auch kombinieren und in Prozessketten integrieren können.