Alles Schrott, oder!? Recycling von Elektro- und Elektronikschrott

INHALT

DEFINITION VON ELEKTRONIKSCHROTT
Welche Produkte zählen zum Elektronikschrott?
Rohstoffe und Schadstoffe
Wieviel Elektronikschrott gibt es?

AUFBEREITUNGSVERFAHREN
Verwertungshierarchie
Möglicher Ablauf des Recyclings
Trockenmechanische Aufarbeitung
Chemische Aufarbeitung
Thermische Aufarbeitung
Chemisch-rohstoffliche Verwertung

RECHTLICHE GRUNDLAGEN
Elektronik-Schrott-Verordnung
Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz
IT-Altgeräte-Verordnung
Richtlinie des Europäischen Parlaments

WIE MUSS EIN DEMONTAGEBETRIEB ORGANISIERT SEIN?
Personal
Werkzeuge
Zertifizierung

WIRTSCHAFTLICHKEIT
Wie teuer ist die Verwertung einer Tonne Kunststoff?
Wie kann dennoch Wirtschaftlichkeit erreicht werden?
Entsorgungsentgelte in Hannover

QUELLENNACHWEIS

ANHANG
Titel der Folien
Kopie des Foliensatzes

DEFINITION VON ELEKTRONIKSCHROTT

Computer, Handys und vieles mehr begleiten unser modernes Leben inzwischen auf Schritt und Tritt. Haushaltsgeräte wie Kühlschrank, Herd und Waschmaschine sind aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken. Die Hersteller dieser Geräte produzieren immer leistungsfähigere Produkte, die sparsam mit natürlichen Ressourcen umgehen. Doch haben sie auch an das Ende des Product-Life-Cycles gedacht? Was geschieht am Ende eines Produktlebens? Ab auf die Halde, in die Verbrennung oder einfach an den Straßenrand? Ganz so einfach ist es leider nicht. Abgesehen davon, dass die illegale Entsorgung strafrechtliche Folgen haben kann, gibt es eine sinnvolle Alternative: Elektro- und Elektronikschrottrecycling.

Schrott ist jedem aus der Umgangssprache vertraut. Es handelt sich um „altes Eisen“, also Geräte, die defekt auf dem Schrottplatz landen. Elektronikschrott ist eine komplexe Mischung aus elektrischen, elektronischen und sonstigen Bauteilen. Um den Umgang mit den Begriffen zu erleichtern, verstehe ich Elektronikschrott inklusive Elektroschrott. Es wird zwischen Alt- und Neuschrott unterschieden. Altschrott sind defekte oder technisch veraltete Geräte. Produktionsabfälle werden als Neuschrott bezeichnet, der oft in den Herstellerbetrieben wieder dem Produktkreislauf zugeführt wird.

WELCHE PRODUKTE ZÄHLEN ZUM ELEKTRONIKSCHROTT?

Die Produkte, die zum Elektronikschrott gezählt werden, sind vielfältig. Lesen Sie bitte aufmerksam die Beispiele. Bei einigen Geräten kämen Sie vielleicht gar nicht auf die Idee, dass sie zum Elektronikschrott zählen.

- Bürogeräte
- Computer, Fax, Telefon, Taschenrechner
- Haushaltsgeräte
- Herd, Kühlschrank, Waschmaschine, Staubsauger, Elektrorasierer
- Entladungslampen
- Energiesparlampen, Leuchtstoffröhren
- Unterhaltungselektronik
- Radio, CD-Player, Lautsprecher
- Uhren
- Labor- und Medizintechnik
- Röntgenapparate, Ultraschallgeräte
- Geräte für Geldverkehr
- Geldautomaten, Briefmarkenautomaten
- Meß-, Steuerungs- und Regeltechnik
- Geräte ohne/mit geringem Elektronikanteil wie Gehäuse, Tastaturen, Monitore...
- Spezielle Bauteile
- Kondensatoren, Gleichrichter, Transistoren, Röhren, Batterien

Wussten Sie, dass gebrauchte Batterien, defekte Leuchtstoffröhren und elektrische Kleingeräte wie Akkustaubsauger auch recycelt werden sollten statt im Hausmüll zu landen? Die Umwelt wird es Ihnen danken, wenn Sie künftig noch sorgfältiger den Müll trennen.

ROHSTOFFE UND SCHADSTOFFE

Elektronikschrott ist kein homogener Stoff. Vielmehr sind fast alle nur denkbaren Materialien enthalten. Oft sind sie zudem noch mechanisch oder chemisch miteinander verbunden.

Man spricht von Wertstoffen, wenn das Material

- nicht gesundheits- und umweltgefährdend ist,
- mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand regenerierbar ist oder
- von toxischen Eigenschaften trennbar ist.

Dazu zählen Metalle wie Aluminium, Arsen, Barium, Cadmium, Chrom, Edelstahl, Eisen, Kupfer, Gold, Zink und Zinn. Nicht alle Metalle sind gesundheitsfördernd. Sie können jedoch laut Definition unter wirtschaftlichen Aspekten ohne gesundheitsschädigende Wirkungen verarbeitet werden.

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Michael Loseries 912583 Recycling von Elektro- und Elektronikschrott
Weitere Wertstoffe sind Kunststoffe wie Polyester, Polyamid, ABS und PVC, die vorwiegend für Gehäuse verwendet werden. Dabei ist die Artenvielfalt nahezu grenzenlos. Andere wichtige Wertstoffe sind Gummi, Holz, Öle und Glas.

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Bild 1: Elektronikschrott besteht zu 45% aus Metallen und Kunststoffen. 10% sind Gläser.

Die Definition von Schadstoffen entspricht der Negation der Wertstoffdefinition. Sie

- lösen gesundheits- und umweltschädigende Wirkung aus und
- stoffliche Bestandteile können nicht mit vertretbarem Aufwand verwertet werden.

Problematische Schadstoffe sind Flammschutzmittel z. B. in Kunststoffen. Oft wird Brom verwendet, das bei thermischer Verwertung Dioxine und Furane bildet. Zu den Schadstoffen zählen auch Flüssigkristallanzeigen (LCD), PCB- oder bleihaltige Batterien und Kondensatoren, FCKW-haltige Kühlmittel, Basismaterial von Leiterplatten und die Leuchtschicht von Bildröhren.

WIEVIEL ELEKTRONIKSCHROTT GIBT ES?

Es ist schwierig, genaue Zahlen zu finden. Es gibt in Deutschland flächendeckend ein Verwertungssystem für Kunststoffe, Glas und Papier. Noch gibt es wenige Erfahrungen im Elektronikschrottrecycling, die rechtliche Grundlage ist mangelhaft und letztendlich sind viele Privatpersonen schlichtweg zu faul, ihre gebrauchten Geräte richtig zu entsorgen. Schätzungen gehen von 1.2 Mio. t Elektronikschrott pro Jahr aus. Die Tendenz ist steigend, da die Verwertung zunimmt und Händler zur Rücknahme von Altgeräten verpflichtet werden. Die Recyclingrate von 75% ist vielversprechend, wenn man bedenkt, dass dadurch auch nicht wiederverwendbare Stoffe umweltgerecht entsorgt werden.

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Bild 2: Haushalts-, Industriegeräte, Unterhaltungs- und IK-Technik machen jeweils rund ein Viertel des Schrottaufkommens aus. Ein sehr kleiner und schwierig zu verarbeitender Anteil sind medizinische Geräte.

AUFBEREITUNGSVERFAHREN

VERWERTUNGSHIERARCHIE

An erster Stelle steht immer die Wiederverwertung eines Produkts oder Teilen eines Produkts. Ist eine Wiederverwertung möglich, entfallen alle weiteren Schritte in der Verwertungshierarchie. Allerdings ist eine Wiederverwertung oft mit nicht unerheblichen Reparaturkosten verbunden. Und, wer will heute noch mit einem C64 arbeiten, selbst, wenn er technisch tadellos funktionieren würde?

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Bild 3: Verwertungshierarchie. Von der Wiederverwendung zur thermischen Verwertung steigen Kosten und Energiebedarf.

MÖGLICHER ABLAUF DES RECYCLINGS

Normalerweise läuft das Recycling stufenweise ab. Gleich beim Wareneingang werden die Waren vorsortiert. Dann erfolgt die trockenmechanische Verarbeitung. Es schließen sich elektrochemische, thermische und chemisch-rohstoffliche Verfahren an. Natürlich muss nicht immer der gesamte Prozess durchlaufen werden. Es ist denkbar, dass einzelne Stufen getrennt voneinander in mehreren Firmen durchgeführt werden. Die Reihenfolge der vorgestellten Verfahren sagt nicht immer etwas über die Art der Verwertung aus. So können z. B. thermische Verfahren als reine Trennverfahren eingesetzt werden.

TROCKENMECHANISCHE AUFARBEITUNG

Bei der trockenmechanischen Aufarbeitung werden (Verbund-)werkstoffe für die weitere Aufarbeitung vorbereitet. Dazu zählen zerkleinern, sortieren und reinigen. Dabei entstehen zum Beispiel aus einem Wasserkocher kleine Plastik- und Metallstücken, die getrennt und artgerecht verarbeitet werden können. Diese Art der Aufarbeitung ist weitgehend frei von umwelt- und gesundheitsschädigenden Faktoren, denn es werden rein mechanische Arbeitsgänge durchgeführt. Die entstehende Wärme ist selbst für Kunststoffe, die sich schnell zersetzen ungefährlich. Es werden keine Flüssigkeiten oder Lösungsmittel benötigt, der Energiebedarf ist im Vergleich zu anderen Aufarbeitungsschritten gering und die Werkstoffe werden fast sortenrein getrennt.

VORZERKLEINERN

Nachdem große Geräte wie Computer und Waschmaschinen so weit wie möglich von Hand zerlegt wurden, werden alle nicht werkstoffreinen Teile mit Mühlen gemahlen. Dabei werden Verbundwerkstoffe zerkleinert und in die einzelnen Bestandteile aufgespalten. Es werden je nach Material, Größe der Teile und Schrottaufkommen unterschiedliche Mühlen eingesetzt. Gebräuchlich sind: Hammer- und Kugelmühlen, Kabelshredder, Rotorscheren und Walzenschneider.

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Bild 4: Eine robuste Hammermühle zum Erzeugen eines feinkörnigen Granulats.

SEPARIEREN

Die zerkleinerten Werkstoffe müssen nun voneinander getrennt werden. Dabei werden physikalische Prinzipien wie die Magnetisierbarkeit von Eisen, die elektrostatische Aufladung von Kunststoffen und unterschiedliche Dichten gezielt genutzt. Dafür werden Trenntisch, Windsichtung, Magnetabscheider, elektrostatische Separation und Wirbelstromtechnik eingesetzt.

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Bild 5: Ein Magnetabscheider trennt eisenhaltige und eisenfrei Stoffe voneinander.

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Bild 6: Ein Trenntisch. Das Granulat wird auf eine Rüttelplatte geschüttet. Durch einen zusätzlichen Luftstrom wird leichtes und schweres Material voneinander getrennt.

ENTSTAUBEN

Die Werkstoffe müssen jetzt noch gereinigt werden, da die Geräte oft lange gelagert wurden bevor sie der Verwertung zugeführt wurden. Staub würde eine weitere hochwertige Verwertung der Rohstoffe verhindern. Es werden Schwerkraft-, Fliehkraft- (Zyklone), Elektro-, Filtrations- und Waschentstauber (Wäscher) verwendet.

CHEMISCHE AUFARBEITUNG

Mit der trockenmechanischen Aufarbeitung können nicht alle Stoffe voneinander getrennt werden, sodass ein Teil des Elektronikschrotts chemisch aufbereitet werden muss. Die Chemische Aufarbeitung hat den Nachteil, dass Wärme durch endotherme und exotherme Reaktionen benötigt bzw. abgegeben wird und dass eine Stoffumwandlung stattfindet. Somit ist der Energieaufwand meist höher als bei einer trockenmechanischen Aufarbeitung.

ELEKTROCHEMISCHE REAKTIONSVERFAHREN (ELEKTROLYSE)

Das gebräuchlichste elektrochemische Reaktionsverfahren ist die Elektrolyse. Dabei befinden sich zwei Elektroden in einer Ionenlösung. Fließt Strom, dann findet an der Anode die Oxidation und an der Katode die Reduktion statt. Entstehendes Gas wird an der Anode aufgefangen und die Metallionen lagern sich an der Katode an.

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Bild 7: Elektrolyse. Negative Ionen wandern zur Anode, positive Ionen zur Katode.

POLYREAKTIONEN

Besonders zur Aufarbeitung von Kunststoffen werden aus der organischen Chemie bekannte Verfahren genutzt. Dazu zählen die:

- Polymerisation (eine Kettenreaktion mit Kettenstart, -forpflanzung, -abbruch),
- Polyaddition (mehrfache stufenförmige Anfügung von Molekülen) und
- Polykondensation (kleine Moleküle spalten sich unabhängig voneinander ab).

PHOTOCHEMISCHE REAKTIONSVERFAHREN

Einige Reaktionen laufen ab, wenn die Stoffe Licht einer bestimmten Wellenlängen absorbieren.

KATALYTISCHE REAKTIONSVERFAHREN

Viele chemische Reaktionen benötigen einen Katalysator, um überhaupt anzulaufen und/oder um schneller abzulaufen. Dabei wird die positive Wirkung des Katalysators auf die Reaktionsgeschwindigkeit genutzt. Außerdem geht der Katalysator mit den zu trennenden Stoffen keine chemische Bindung ein und kann somit - theoretisch - beliebig oft werden.

THERMISCHE AUFARBEITUNG

Achtung! Thermische Verfahren sind nicht mit der Verbrennung von Rohstoffen gleichzusetzen, da bei der Verbrennung der stoffliche Charakter verloren geht. Bei thermischen Verfahren bleibt er jedoch erhalten.

ANSCHMELZVERFAHREN

Jeder Kunststoff hat eine spezifische Schmelztemperatur. Das aus mehreren Kunststoffsorten bestehende Granulat wird über eine beheizte Walze transportiert. Nur der Kunststoff, der bei der Walzentemperatur anfängt zu schmelzen, bleibt an der Walze kleben und wird mit einem Schaber in einen Sammelbehälter geschoben. Natürlich sind mehrere Durchgänge nötig und es muss mit der niedrigsten Anschmelztemperatur begonnen werden. Besondere Sorgfalt erfordert die Regulierung der Walzentemperatur, da manche Kunststoffe wie PVC bei zu hohen Temperaturen giftige Dämpfe entwickeln.

AUSFRIEREN (KRYOTECHNIK)

Dieses Verfahren wird gerne für Verbundwertstoffe wie Granulat bestückter Leiterplatten verwendet. Nach der trockenmechanischen Aufarbeitung wird das Granulat mit flüssigem Sauerstoff oder Stickstoff bei etwa -200°C tiefgekühlt. Der Kunststoff wird spröde und bricht beim nochmaligen Mahlen des Granulats auseinander. Es entstehen Kunststoffe und Metalle. Im November 2000 wurde dieses Verfahren in einer Veranstaltung des VDE, VDI und GDC eindrücklich demonstriert. (Informationsforum der Gemeinschaft Technik Hannover: Technik und Leben 1/2001 S.58)

AUFSCHÄUMEN

Aufschäumen war lange Zeit für Bariumglas aus Bildröhren eine bevorzugte Methode. Das Glas wird erwärmt und mit Lufteinschlüssen versehen. Bariumglas ist schon ein schlechter Wärmeleiter und ergibt durch die eingeschlossenen Luftbläschen einen sehr guten Isolierstoff für die Bauindustrie. Man spricht von Upcycling, da der Wertstoff einer minderwertigeren Verwendung zugeführt wird. Deshalb werden für die Verwertung von Bariumglas neue Aufarbeitungsmethoden gesucht.

CHEMISCH-ROHSTOFFLICHE VERWERTUNG

Bei der chemisch-rohstofflichen Verwertung werden die Wertstoffe in Stoffe zerlegt, die wie Rohstoffe verwendet werden können. Hierzu kann auch die Verbrennung gezählt werden, die häufig mit der thermischen Aufarbeitung verwechselt wird.

PYROLYSE

Pyrolyse - auch als trockene Destillation bezeichnet - wird zum Aufschließen fester Stoffe genutzt. Bei hohen Temperaturen bilden sich feste Rückstände und Pyrolysegas (Methan, Wasserstoff, CO, usw.) Diese chemisch reinen Stoffe können weiterverwendet werden.

HYDROLYSE

Vor allem Kunststoffe werden durch Wasserdampf bei einer Temperatur von 300°C und einem Druck von 100 bar in Gase und Öle zersetzt, die wie Rohöl und Erdgas verwendet werden.

VERHÜTTUNG VON KUPFERERZ

Die Verhüttung von Elektronikschrott bei der Kupfergewinnung ist problematisch: Nur 10% des Recyclingmaterials werden wirklich verwertet. Der Rest bleibt als Schlacke übrig und landet auf Deponien. Außerdem entstehen hochgiftige Halogene und Dioxine.

KUNSTSTOFF ALS REDUKTIONSMITTEL

Kunststoffe können in Hochöfen als Reduktionsmittel eingesetzt werden. Das ist rohstoffschonend, da sonst andere fossile Brennstoffe verwendet werden müssten. Im Gegensatz zur Kupfergewinnung entstehen durch hohe Temperaturen (bis 2000°C) keine Furane oder Dioxine. Diese Verwertung ist vor allem für Kunststoffe geeignet, die nicht mehr werkstoffgleich verwertet werden könnten, weil alle Kunststoffe einem natürlicher Alterungsprozess unterliegen.

VERBRENNUNG IN DER ZEMENTHERSTELLUNG

Eine weitere Möglichkeit ist die Verwendung von Kunststoff, Altöl und Gummi als Sekundärbrennstoff bei der Herstellung von Zement. Es entstehen keine Furane, Dioxine, Kohlenwasserstoff oder Chlorbenzole. Für die Zementhersteller ist diese Verwertung eine wirtschaftlich und ökologisch sinnvolle Lösung: Elektronikschrott wird einer sinnvollen Verwendung zugeführt und nicht einmal die Elektrofilter zur Staubabscheidung müssen verändert werden.

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