Kunststoffabfälle aus E-Schrott

Weil sie schwer zu recyceln ist, wurde ein Großteil der plastikreichen Shredderleichtfraktion aus Elektronikschrott bislang verbrannt oder deponiert. Mit Laserspektroskopie ist nun ein sortenreines Recycling der Kunststoffabfälle möglich.

Laser sortiert Shredderleichtfraktion


Franunhofer IVV
Franunhofer IVV

Das Recycling von zerkleinerten Kunststoffabfällen aus Elektronikschrott ist durchaus eine Herausforderung. In Deutschland fallen jährlich einige 100.000 Tonnen bei der Verwertung von Elektronikaltgeräten an. Bisher wird ein Großteil dieser plastikreichen Shredderleichtfraktion thermisch behandelt, deponiert oder aber nach Asien exportiert. Dann könnte sich nun ändern, denn die Firma Unisensor Sensorsysteme und das Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung (IVV) haben ein laserbasiertes Trennverfahren entwickelt, mit dem Technische Kunststoffe sortenrein aussortiert werden können.

Die Forscher vom Fraunhofer IVV haben dabei das von Unisensor entwickelte Kunststoffsortiersystem, das auf Hochgeschwindigkeits-Laserspektroskopie beruht, für ihre Zwecke umgerüstet. „Die ursprüngliche Technologie ist auf die Sortierung von PET in lebensmitteltauglicher Qualität ausgelegt“, erläuterte Dagmar Arends beim „Sensor-Based Sorting“-Kongress in Aachen. „Im Prinzip eignet sie sich auch für die Separation von Kunststoffen aus Elektroaltgeräten. Wegen der deutlich höheren Komplexität der E-Schrott-Shredderleichtfraktion musste die Technologie jedoch den spezifischen Eigenschaften dieser Abfälle angepasst werden.“

Die kunststoffreiche Shredderleichtfraktion enthält bis zu 15 verschiedene Kunststoffsorten. Für ein hochwertiges und wertorientiertes Recycling müssen die verschiedenen Polymere erkannt und aussortiert werden. Die saubere Trennung der einzelnen Materialien ist allerdings problematisch, denn gemischte Kunststoffströme enthalten nicht nur Wertstoffe, sondern häufig auch Fremdkunststoffe, Metalle, Papier und Gummi. Zudem müssen schadstoffhaltige Altkunststoffe abgetrennt werden, die beispielsweise giftige Flammschutzhemmer enthalten und nicht mehr verwendet werden dürfen.

Lasertechnologie hilft Kosten sparen und steigert Gewinn

Mit visuellen, kamerabasierten oder anderen herkömmlichen Methoden lassen sich viele dieser unerwünschten Fremdstoffe nicht oder nur eingeschränkt identifizieren. Denn oftmals unterscheiden sie sich weder farblich noch durch andere Parameter vom „guten“ Material. Ein anderes Problem sind die dunklen und schwarzen Kunststoffgemische, weil kamerabasierte Trennverfahren wie die Nahinfrarot-Separation diese schlicht nicht sehen können.

Die Laserstrahlung bietet hier Vorteile. Sie hat in Studien bewiesen, dass sie nicht völlig von schwarzen Kunststoffen absorbiert wird, und genügend Strahlung reflektiert wird, um die verschiedenen Kunststoffsorten voneinander zu unterscheiden. Allerdings war diese Trennmethode in der Vergangenheit zu langsam. In dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Forschungsprojekt ging es wesentlich schneller. Laut Fraunhofer-Wissenschaftlerin Arends wurden Trenngeschwindigkeiten zwischen 500 und 1.500 kg/h erreicht. Das macht das Verfahren zur Sortierung von schwarzen Kunststoffen und kleinen Partikelgrößen im industriellen Maßstab tauglich.

In den Testreihen wurden Polyolefine, Polystyrol, Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) sowie Mischungen von Polycarbonat und ABS mit Reinheiten von über 98 Prozent separiert. Das lasergestützte Trennverfahren könne sowohl auf vorsortierte als auch auf unsortierte Abfallströme angewendet werden. „Damit können wir vermarktbare Rezyklat-Fraktionen von hoher Qualität und mit einem hohen Reinheitsgrad produzieren“, sagt Arends.

Mit der Technologie lassen sich darüber hinaus auch Kosten sparen. Denn die Shredderschwerfraktion kann von kontaminierten Kunststoffteilchen befreit und Metalle in der verbleibenden Fraktion angereichert werden. Das spart Entsorgungskosten und steigert den Gewinn.

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