ZIM-Vorhaben ZF4042207RE7

Entwicklung eines Verfahrens zum ressourceneffizienten Recycling von Leiterplattenschrott mittels Mikrowellenpyrolyse in Drehrohröfen

Forschungsstellen
RWTH Aachen, Institut für Industrieofenbau und Wärmetechnik (IOB)
RWTH Aachen, Institut für Metallurgische Prozesstechnik und Metallrecycling (IME)
Fricke und Mallah Microwave Technology GmbH

Laufzeit
01.09.2017 – 31.08.2019

Zusammenfassung
Das Ziel des Forschungs- und Entwicklungsvorhabens ist die Entwicklung eines neuartigen Verfahrens zur thermischen Behandlung (Pyrolyse) von Leiterplattenschrott in mikrowellen-beheizten Hochtemperatur-Drehrohröfen, welches zu einer wesentlichen Verbesserung der Recyclingquote von Leiterplatten und so zu Energie- und Ressourceneinsparungen führt.
Leiterplattenschrott wird heutzutage meist in kleinen Mengen Kupfer-Schmelzanlagen wie dem ISA-Smelter zuchargiert und so recycelt. Dabei ist die Recyclingkapazität in Deutschland kleiner als die anfallende Schrottmenge, da Grenzwerte bei den Abgasemissionen den Einsatz in Kupfer-Schmelzprozessen einschränken. Die Recyclingquote beträgt so derzeit etwa 45 %. Dies führt u.a. zu Deponierung oder illegalen Exporten von Leiterplattenschrott.
Das neu zu entwickelnde Verfahren ist den Kupfer-Schmelzprozessen vorgeschaltet und nutzt den Effekt, dass bei der Erwärmung von Leiterplatten bei Temperaturen oberhalb von ca. 350 °C eine Verflüchtigung der Organik stattfindet. Hierdurch wird der mechanisch untrennbare Verbund aus Glasfasermatte und Metall aufgelöst. Die entstehenden Fraktionen, ein hoch kupferhaltiges Metallkonzentrat als Hauptprodukt sowie als Nebenprodukte ein brennbares wasserstoff- und kohlenwasserstoffhaltiges Pyrolysegas, Kohlenstoff und Asche, können danach getrennt voneinander in verschiedenen Prozessen optimal weiterverarbeitet werden. Durch die Abtrennung der organischen und anorganischen Bestandteile werden die entstehende Abgasmenge und die Schadstoffemissionen im Kupfer-Schmelzprozess reduziert, sodass bei Einsatz dieses Verfahrens eine Recyclingquote bei Leiterplattenschrott von bis zu 100 % unter Einhaltung auch zukünftiger Abgasgrenzwerte erreicht werden kann.
Die Arbeitspakete sind dabei derart aufgeteilt, dass die Firma Fricke und Mallah zunächst einen Demonstrator konstruiert und am IME aufbaut. Dieser wird vom IME verwendet, um das Verfahren zu entwickeln und zu optimieren. Parallel dazu wird am IOB ein Prozessmodell auf Basis der Auslegungs- und Messdaten des Demonstrators entwickelt, das sowohl zur Auslegung größerer Anlagen als auch zur Prozesssteuerung dienen soll.


BMWi_Web_de_WBZlogo_zimDas Forschungsvorhaben mit dem Förderkennzeichen ZF4042207RE7 wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.