Produkte des E- Schrottrecyclings Aufbereitungsverfahren, Produktzusammensetzung und verfügbare Mengen Jörg Schunicht

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Manfred Fischer
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1 Produkte des E- Schrottrecyclings Aufbereitungsverfahren, Produktzusammensetzung und verfügbare Mengen T.R.E.N.D. Hamburg 5. & 6. Februar

2 Übersicht der TOMRA Gruppe Eigentümer der TOMRA Sorting Devision. Notiert an den Börsen London und Oslo TOMRA Sorting ca. 830 Mitarbeiter/innen in 16 Ländern RECYCLING Metall, Papier & Kunststoffe MINING Mineralien, Kohle, Edelsteine FOOD Kartoffeln, Tomaten, Gemüse

830 Mitarbeiter/innen in 16 Ländern RECYCLING Metall, Papier &

3 Sortiermaschinen für E-Schrotte Sensor EM-Metallsensor mit 12,5 oder 25mm Sensor Spule Induktive EM-Messung X-Ray Transmission XRT Farb-Kamera CCD Produktname Sortiermaschine TITECH finder In Kombination mit NIR = finder poly TITECH x-tract [XRT] TITECH combisense Typische Anwendungen Rückgewinnung von NE-Metallen, metallischen Verbunden und VA - NE-Scheider Verluste Sortierung der NE-Scheider Produkte Aluminium vs. Schwermetall. Batterien, Erkennung von BFR Sortierung von NE-Metallen nach Farbe und Form mit/ohne vorgeschalteter Aufbereitung Nah-Infrarot (NIR) Spektrometer X-Ray Röntgenfluoreszenz XRF TITECH autosort TITECH x-tract [XRF] Abtrennung und Sortierung von sichtbaren Polymeren, Platinen und Holz Sortierung von Schwermetallen, Edel- und Sondermetalle, Eisenschrotte

NE-Scheider Produkte Aluminium vs. Schwermetall.

4 Sensoren nach Spektren und Anwendungen X ray Fluoreszenz (Elementenspektroskopie) Gamma- Strahlung Röntgenstrahlung Ultraviolett (UV) Sichtbares Licht nm (VIS) Infrarot (IR) Nahinfrarot (NIR) Mikrowellen Radiowellen [m] Wechselströme und 10 3 Induktive Messungen 10 4 (AC) Sensor/ Technology Material Property Segment RM (Radiometrie) Gamma-Strahlung Mining XRT (X-ray Transmission) XRF Farbe/Grauwerte (CCD Farb-Kamera) PM (Photometrie) NIR / MIR (Near/Medium Infrared Spectrometry) LIBS EM (Elektro- Magnetischer Sensor) Atomare Dichte Reflektion, Absorption, Transmission Monochrome Reflektion /Absorption Laser Licht Reflektion, Absorption (Molekulare Spektroskopie) Laser induced breakdown spectroscopy Leitfähigkeit Permeabilität Recycling, Mining, Food Recycling, Mining Recycling, Mining, Food Mining Recycling, Mining, Food Recycling, Mining Recycling, Mining, Food

RM (Radiometrie) Gamma-Strahlung Mining XRT (X-ray Transmission) XRF Farbe/Grauwerte (CCD Farb-Kamera) PM (Photometrie) NIR / MIR (Near/Medium Infrared Spectrometry) LIBS EM (Elektro- Magnetischer

5 Funktion Sensorgestützte Sortiermaschine Beispiel: XRT-Sortiermaschine Erkennung mittels Transmissionserkennung Zerkleinertes Schüttgut wird mittels Gurtförderer auf 2,9-3,2m/s beschleunigt und am Sensor vorbei geführt Material wird als Einzelkorn oder als sog. Klasse geröntgt und mittel Druckluftimpuls ggf. ausgetragen Anwendungen TITECH XRT im E- Schrott: Erkennung von BFR in Polymerfraktionen, Sortierung von CRT-Glas und Batterien. Aktuell installiert: 15% der XRT im Bereich E-Schrottfraktionen Zukünftige Anwendungen von XRF sind derzeit in der Entwicklung Materialspezifische Klassifizierung und Sortierung

Klasse geröntgt und mittel Druckluftimpuls ggf.

6 Transmissions- versus Reflektionserkennung Dual Energy X-Ray Transmission X-Ray Fluorecscence Detector Feeding direction Belt Feeding direction XRT sensor Belt Röntgenquelle mit bis zu 160KeV Röntgenstrahlung wird mittels 2 getrennter Sensorzeilen gemessen Sog. Szintillatoren wandeln die gemessene Röntgenenergie in klassifizierbare Bilder Sortierung nach atomarer Dichte 8-16 Röntgenstrahler erzeugen Energie mit i.d.r KeV Messung der charakteristischen Emission der jeweiligen Elemente (K und L-Schale), direkte Umwandlung der Photonenenergie in elektrische Impulse Sortierung nach Elementen

Szintillatoren wandeln die gemessene Röntgenenergie in klassifizierbare Bilder Sortierung nach atomarer Dichte 8-16 Röntgenstrahler erzeugen Energie

Zusammensetzung E-Schrotte Primär SG 3&5 Glas, Verbunde, Sonstiges 22,99 % FE-Metalle 30,83 % NE-Metalle 9,83 % Platinen 7,43 % Haushaltsgeräte Polymere 28,92 % Glas

7 Zusammensetzung E-Schrotte Primär SG 3&5 Glas, Verbunde, Sonstiges 22,99 % FE-Metalle 30,83 % NE-Metalle 9,83 % Platinen 7,43 % Haushaltsgeräte Polymere 28,92 % Glas Verbunde, Sonstiges 6,77 % FE-Metalle 24,50 % NE-Metalle 6,50 % Platinen 13,10 % Wires 5,94 % Polymere 43,19 % Quelle: KERP Institut Wien 2009 IT & Unterhaltungselektronik

% Glas Verbunde, Sonstiges 6,77 % FE-Metalle 24,50 % NE-Metalle 6,50 % Platinen

8 Zielprodukte der Sortierung von E-Schrotten Platinen: Konzentrate aus Metallen in Verbund mit EP als Träger von Edelmetallen und Kupfer, sortiert mit Farbkamera aus Produkten des NE-Scheider

9 Zielprodukte der Sortierung von E-Schrotten Konzentrate aus Messing und Kupfer. Teilweise Träger von Au und Ag aus IT-Schrotten, sortiert mittels Farbkamera aus Produkten des NE-Scheider und EM-Sensor

10 Zielprodukte der Sortierung von E-Schrotten Oben: NE-Metallkonzentrat zurück gewonnen aus NE-Scheider Resten, gemischte Kunststoffreste zur optionalen Trennung nach Polymerarten und/oder Abtrennung von BFR-Anteilen

Resten, gemischte Kunststoffreste zur optionalen

11 Zielprodukte der Sortierung von E-Schrotten Oben: PP/PE-Fraktion sortiert mit NIR aus Metall entfrachteter E-Mix SG 3/5, gereinigte Alufraktion aus NE-Scheider

$entfrachteter E-Mix SG 3/5, gereinigte$

12 Sortier- und Aufbereitungstechniken für E-Schrotte Trockenmechanische Aufbereitung und Sortierung der Standardkorngrößen (nach Zerkleinerung/Aufschluss) zwischen mm mittels Sortiertechnik: Siebmaschinen, Magneten, NE-Scheidern, Windsichter, Sensoren und manuelle Kontrolle Ergänzung: selektive (Nach-) Zerkleinerung (Granulatoren, Hammermühlen) zur Sortierung mittels Trenntischen (plus Magnete und ggf. NE-Scheider) zur Behandlung im Korngrößenbereich 0-10/12mm Nassmechanische Dichtetrennung mittels Medium - Schwimm/Sink Sortierung. Konzentrierung von Leicht- und Schwermetallen sowie Kunststoffen. Trockenmechanische Feinkornsortierung mittels Elektrostatischer Trennverfahren (Triboelektrische Ladung und Korona-Scheider) zur Rückgewinnung feiner Metallanteile und der Trennung von Kunststoffarten Sonstige Verfahren: Mikrowellen, chemisches Waschen (Säure) oder Pyrolyse (Verschwelen der Organik)

Magnete und ggf. NE-Scheider) zur Behandlung im Korngrößenbereich 0-10/12mm Nassmechanische Dichtetrennung mittels Medium - Schwimm/Sink Sortierung.

13 Prozess zur Sortierung von E-Schrotten Entfrachtung Störstoffe Schadstoffe, Grobteile etc. Zerkleinerung /Aufschluss Staub/ Leichtgut Sortierung nach Farbe Vereinfachtes und beispielhaftes Fließbild einer trockenmechanischen Sortierung E- Schrotte Magnet NE-Scheider Manuelle Kontrolle/XRF Sortierung NE- Metallmix Manuelle Kontrolle Platinen, Cu, Ms, Zn Alu, Verbunde etc. Siebmaschine Feinkornaufbereitung EM-Sensor NE-Mix +VA Opt. Selektive Zerkleinerung NIR-Sensor Poylmere (PS, ABS, PO) XRT-Sensor BFR- Abtrennung

trockenmechanischen Sortierung E- Schrotte Magnet NE-Scheider Manuelle Kontrolle/XRF Sortierung NE- Metallmix Manuelle Kontrolle

14 Beispiel Zusammensetzung Produkt EM-Sensor 22% 46% Metall und Metallverbunde Leiterplatten 16% Eisen und Edelstahl Kunststoffe 16% Quelle: Diplomarbeit TITECH/ TOMRA sorting & TU Hamburg Harburg

15 Polymerarten im E-Schrott PC 4% PA 3% POM 2% PVC 4% other 9% PP 18% PU 8% PS 19% ABS 33% Inputmaterial E-Schrott Mix mit Primär SG 3&5 Quelle: Diplomarbeit TITECH/TOMRA sorting & TU Hamburg Harburg example for WEEE plastic composition (average)

Primär SG 3&5 Quelle: Diplomarbeit TITECH/TOMRA sorting & TU

16 Verteilung Flammhemmer in WEEE Polymeren Ca. 30% der Kunststoffe in Elektro- und Elektronikschrott enthalten Flammhemmer 16% 7% 2% Informations- und Telekommunikationstechnologie Unterhaltungselektronik 22% 53% andere (z.b. elektrisches Werkzeug) Industriemaschinen und - werkzeuge Haushalts- und Kleingeräte Vorkommen von bromierten Flammshemmern in Elektro- und Elektronikschrott Quelle: Diplomarbeit TITECH/TOMRA sorting,& TU Hamburg Harburg

Telekommunikationstechnologie Unterhaltungselektronik 22% 53% andere (z.b.

Flame retardants in WEEE plastics Flammhemmer FR-Level [Massen-%] Br-Gehalt [Massen-%] RoHS relevant Deca-BB 12 3-10 Yes Penta-BDPE 18-22 10-19 Yes Octa-BDPE 18-22 10-19 Yes Deca-BDPE 10-12 10-19 Yes

17 Flame retardants in WEEE plastics Flammhemmer FR-Level [Massen-%] Br-Gehalt [Massen-%] RoHS relevant Deca-BB Yes Penta-BDPE Yes Octa-BDPE Yes Deca-BDPE Yes TBBP-A No HBCD 1-1,5 0,4-1,3 No Octa-BDPO No Deca-BDPO No Die Bromgehalte schwanken stark je nach Materialgruppe, Herstelldatum, Bauteilzweck und Produzent Zur sicheren Erkennung muss ein gewisser Schwellenwert and BFR (und Sb) vorliegen Typische Bromverbindungen in WEEE Polymeren aus ABS, PS, ABS-PC Nur Deca-BB and BDPE are RoHS relevant Quelle: Diplomarbeit TITECH/ TOMRA sorting, FH Münster, TU Hamburg Harburg

stark je nach Materialgruppe, Herstelldatum, Bauteilzweck und Produzent Zur sicheren Erkennung muss ein gewisser Schwellenwert and BFR (und Sb) vorliegen

18 Röntgenbild von Polymeren aus E-Schrotten BFR freie Polymere Br 4,5-5% Br 10% Br 1% Cl Referenzmuster zur Einstellung eines BFR-Klassifikators Röntgenbild Musterstücke

19 [ppm] Gesamtgehalt Bromverbindungen nach XRT Quelle: Diplomarbeit TOMRA sorting, FH/LASU Münster, TU Hamburg Harburg RoHS limit 1000 ppm 0 ABS PS PC PC/ABS PP mixed Input [ppm] Accept [ppm] Gesamtgehalt an Bromverbindungen nach Sortierung mit NIR und XRT. Analyse mittels RFA und GC. Input: Mix aus Haushaltsgeräten und IT

0 ABS PS PC PC/ABS PP mixed Input [ppm] Accept [ppm] Gesamtgehalt an Bromverbindungen nach

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