Gewürzmetalle in Elektroaltgeräten. ZAR, Technopark Zürich, 26. Januar 2011

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1 ZAR, Technopark Zürich, 26. Januar 2011 Irina Oswald Universität Augsburg, Institut für Physik Lehrstuhl für Ressourcenstrategie (Prof. Dr. Armin Reller)

2 Gewürzmetalle in Elektroaltgeräten Abfallstrom Elektroschrott - Hintergründe [3] ITU 2010 Universität Augsburg, Lehrstuhl für Ressourcenstrategie 2

3 Stoffströme - Beispiel Mobiltelefon [9] Reller et al Universität Augsburg, Lehrstuhl für Ressourcenstrategie 3

4 Materialzusammensetzung - Beispiel Mobiltelefon [4] Hagelüken 2010 Universität Augsburg, Lehrstuhl für Ressourcenstrategie 4

5 Edelmetalle in Elektroaltgeräten - Gold, Silber, PGM Vergleich Volumen/Wert Edelmetallgehalt in verschiedenen Elektroaltgeräten TABLE II. WEIGHT VERSUS VALUE DISTRIBUTION weight-% Fe Al Cu plastics Ag [ppm] Au [ppm] Pd [ppm] TV-board 28% 10% 10% 28% PC-board 7% 5% 20% 23% mobile phone 5% 1% 13% 56% portable audio 23% 1% 21% 47% DVD-player 62% 2% 5% 24% calculator 4% 5% 3% 61% value-share Fe Al Cu sum PM Ag Au Pd TV-board 4% 11% 42% 43% 8% 27% 8% PC-board 0% 1% 14% 85% 5% 65% 15% mobile phone 0% 0% 7% 93% 5% 67% 21% portable audio 3% 1% 77% 20% 4% 13% 3% DVD-player 13% 4% 36% 48% 5% 37% 5% calculator 0% 5% 11% 84% 7% 73% 4% [5] Hagelüken 2006 Metal concentration in the PCBs (g/t of PCB) Mass of metals in the input (g/t of input) Amount in the PCBs in equipment Equipment type input (kg/tonne) type (wt.%) Ag Au Pd Ag Au Pd Computer keyboard 100 2% LCD monitor 10 4% 1, Computer mouse 5 8% DVD player 40 10% Hi-fi unit 50 8% Laptop 5 15% 1, Loudspeaker 100 2% Mobile telephone 1 22% 5, Personal computer % 1, Printer, fax 230 8% Radio set % Telephone 10 22% 2, Video recorder 50 10% Others 89 9% Sum: 1,000 9% PCB = printed circuit boards. [6] Chancerel et al VERGLEICH: Konzentration von Au und Pd < 10 g/t in Erzen! Konzentration von Au (ca. 250 g/t) und Pd (ca. 110 g/t) in PC PCBs Universität Augsburg, Lehrstuhl für Ressourcenstrategie 5

6 Gewürzmetalle in Elektroaltgeräten Kritische Metalle / Technologiemetalle z.b. In, Ga, Ge, Si, Te Geologische Technische Ökonomische Geopolitische VERFÜGBARKEIT SUBSTITUIERBARKEIT Universität Augsburg, Lehrstuhl für Ressourcenstrategie VORHANDENSEIN VON RECYCLINGTECHNOLOGIEN NACHFRAGE Funktionalität Verwendung in Schlüsseltechnologien 6

7 Kritische Metalle in Elektroaltgeräten - Beispiel Gallium Anwendungen Nachfrage <88!"##$%&'()&"*('+,)*"-$ ;98 >*)&/3(?@9AB&C(#/($ >*)&/3(?@:8AB&C(#/($ $*'01" ;88 :98 : [7] Catinat 2010 ;88= ;8:8 /)"- ;8:9 ;8;8 [8] Buchert VRC ist wichtiger Produzent, weiterhin Deutschland, Kasachstan und Ukraine - Exportbeschränkungen: China, Russland, Südafrika - Recycling in geringem Umfang - Substitution derzeit nur eingeschränkt möglich Universität Augsburg, Lehrstuhl für Ressourcenstrategie 7

8 Gewürzmetalle in Elektroaltgeräten Recycling von Elektroaltgeräten Foto: The New York Times 2005 Foto: Umicore Manuelle Zerlegung: Output meist Fraktionen/Funktionseinheiten (z.b. Festplatten, Kondensatoren), sortenreine Metallfraktionen (z.b. Stahl, Kunststoffe), schadstoffhaltige Fraktionen - Shredder: Reinheit des Rezyklats entscheidend, je unreiner die Fraktionen, desto schlechter die Voraussetzung für die Sortierung bzw. die Qualität des End-Rezyklats - Smelting: Behandlung von komplexen Fraktionen (z.b. Leiterplatten, Batterien), Recycling von Edelmetallen durch den Einsatz von phyro- und hydrometallurgischen Verfahren, Verschlackung von unedlen Metallen (z.b. Al) Universität Augsburg, Lehrstuhl für Ressourcenstrategie 8

9 Abfallstrom Elektroschrott - Aufkommen und Sammlung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uisman et al BITKOM-Umfrage: Was passiert mit Ihrem Handy? 31% 11% 7% Händler Hausmüll Spenden Keine Angabe 13% 6% 28% 4% Sammelstelle Behalten Weitergeben [2] Bitkom 2010 Universität Augsburg, Lehrstuhl für Ressourcenstrategie 9

10 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Irina Oswald University Augsburg, Institut für Physik Lehrstuhl für Ressourcenstrategie (Prof. Dr. Armin Reller) Universität Augsburg, Lehrstuhl für Ressourcenstrategie 10

11 Quellenangaben [1] Huisman, J., Magalini, F., Kuehr, R. & Maurer, C Review of Directive 2002/96 on Waste Electrical and Electronic Equipment (WEEE). Bonn: United Nations University. [2] Die meisten Handy-Besitzer entsorgen Geräte umweltgerecht URL: [3] Mobile cellular subscriptions per 100 inhabitants URL: [4] Hagelüken, C The race is on - increasing competition between electronics and other emerging applications for technology metals. Hanau. [5] Hagelüken, C Improving metal returns and eco-efficiency in electronics recycling - a holistic approach for interface optimisation between pre-processing and integrated metals smelting and refining. IEEE International Symposium on Electronics & the Environment. San Francisco. [6] Chancerel, P. et al Assessment of Precious Metal Flows During Preprocessing of Waste Electrical and Electronic Equipment. Journal of Industrial Ecology, 13, [7] Catinat, M. et Al Critical raw materials for the EU. Report of the Ad-hoc Working Group on defining critical raw materials. European Comission, Enterprise and Industry. [8] BUCHERT, M., SCHÜLER, D. & BLEHER, D Critical metals for future sustainable technologies and their recycling potential. Oeko-Institut e.v. UNEP. [9] Reller et al The Mobile Phone: Powerful Communicator and Potential Metal Dissipator. GAIA - Ecological Perspectives for Science and Society, 18, [10] Umicore Integrated Metal Smelters - A key partner in closing the life cycle of EEE. URL: Universität Augsburg, Lehrstuhl für Ressourcenstrategie 11