r 3 Verbundprojekt InAccess

Transkript

1 r 3 Verbundprojekt Projektlogo URBAN MINING Kongress & r³ Statusseminar Strategische Metalle. Innovative Ressourcentechnologien 11./ , Messe Essen

2 Konsortium - Electrocycling GmbH, Goslar - EcologyNet Europe GmbH, Wiesbaden (ENE) - Institut für Aufbereitung, Deponietechnik und Geomechanik TU Clausthal (IFAD) - Umicore AG & Co KG, Hanau URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

3 Projektziele Entwicklung eines ressourceneffizienten und wirtschaftlichen Recyclingprozesses für LCD- Bildschirmgeräte unter besonderer Berücksichtigung der Rückgewinnung des Indium-Inhalts Gezielte Erfassung und Sammlung von LCD- Bildschirmgeräten Mechanisierte Zerlegung der Geräte Separierung von LC-Display und Hg-haltige CCFL-Beleuchtung Rückgewinnung von Indium aus den LC- Displays URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

4 Ermittlung von Anfallmengen und Aufbau von LCD- Bildschirmgeräten Marktentwicklung Bildschirmgeräte Durchschnittsalter: 5 Jahre Durchschnittsalter: 8 Jahre Entwicklung Recyclingaufkommen TV- Geräte Entwicklung Recyclingaufkommen Monitorgeräte URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

5 Ermittlung von Anfallmengen und Aufbau von LCD- Bildschirmgeräten Bildschirmgeräte mit flächiger Hintergrundbeleuchtung Bildschirmgeräte mit seitlicher Hintergrundbeleuchtung größer 21 Zoll bis 21 Zoll URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

6 Entwicklung eines effizienten Sammel- und Identifikationssystems Sammelstelle der Firma ENE Gesamt: 746 Geräte URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

7 Entwicklung eines effizienten Sammel- und Identifikationssystems Getrennte Sammlung von großen und kleinen Bildschirmgeräten in Spezialboxen bei einem kommunalen Entsorger URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

8 Technologieentwicklung zur Demontage und Schadstoffentfrachtung Pilotanlage für Bildschirmgeräte mit flächiger Hintergrundbelchtung - bisher verarbeitete Menge kg - Taktzeit Fräsprozess: < 1 min (ohne Einrichten) - Überwachung der Hg- Emissionen (Arbeitsplatzumgebung und Abluft) - Taktzeit zur Entnahme der Hintergrundbeleuchtung: Je nach Gerät bis zu 2:30 min - Verschleißprobleme am Zyklonabscheider URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

9 Technologieentwicklung zur Demontage und Schadstoffentfrachtung LCD-Anzeige LCD-Folien Hg haltiger Röhrenbruch LCD-Streuscheiben URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

10 Technologieentwicklung zur Demontage und Schadstoffentfrachtung Pilotanlage für Bildschirmgeräte mit seitlicher Hintergrundbeleuchtung - Derzeit noch in der Entwicklung - Trennverfahren mit gezielter Separation und Abführung der Hg- haltigen Hintergrundbeleuchtung - Angestrebte Tacktzeit < 1 min pro Gerät - Erzeugte Fraktionen: Hintergrundbeleuchtung, LCD- Anzeige, Folienfraktion, Streuscheibe, Restgerät URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

11 Technologieentwicklung zur Demontage und Schadstoffentfrachtung Quecksilberinhalt - Quecksilberinhalt pro Beleuchtungsröhre: ~ 2,7 mg Quecksilbergehalt - Quecksilbergehalt Monitorgerät (4 Beleuchtungsröhren, Gerätegewicht 4,5 kg): ~ 2,4 mg/kg - Quecksilbergehalt TV- Gerät (16 Beleuchtungsröhren, Gerätegewicht 14,5 kg): ~ 2,7 mg/kg Quecksilberausbringen - Quecksilberausbringen durch Röhrenentfrachtung liegt bei über 90 % - Quecksilberrestgehalt kleiner 0,3 mg/kg Grenzwert für Quecksilberkonzentration in Metallfraktionen aus Lampenaufbereitung: 10 mg/kg (Swico Recycling/ SENSE) URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

12 Technologieentwicklung zur Demontage und Schadstoffentfrachtung Zusammensetzung der Flachbildschirmgeräte Mittelwerte Geräte bis 21" Fraktion Anteil [%] Fe- Metalle 29,35 Kunststoffe 17,81 LP-Netzteil 4,61 LP-Anschluss 2,61 LP-Bildeinheit 0,49 Hintergrundbeleuchtung 0,31 LCD- Anzeige (Folien) 13,26 LCD- Anzeige (bildgebende Einheit) 6,42 Fuß 24,19 Kabel 0,95 SUMME 100,00 Mittelwerte Geräte größer 21" Fraktion Anteil [%] Fe- Metalle 46,50 Kunststoffe 23,00 LP-Netzteil 4,35 LP-Anschluss 3,04 LP-Bildeinheit 1,35 Hintergrundbeleuchtung 0,93 LCD- Anzeige (Folien) 5,82 LCD- Anzeige (bildgebende Einheit) 6,15 Fuß 6,97 Kabel 1,88 SUMME 100,00 URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

13 Aufbau LCD-Anzeige - Verbundsystem - ITO: (In 2 O 3 )0,9 (SnO 2 )0,1-80 bis 300 ppm Indium - Mittelwert ca. 170 ppm - ca. 0,7 g/m² Bildschirmfläche - Kunststoffanteil beträgt ca. 15% URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

14 Konzept Indium Rückgewinnung aus LCD-Panels In-Konzentrat Aufkonzentration Laugung Mechanische Aufbereitung LCD- Anzeige - Einbindung der zu entwickelnden Verfahren in bestehende Anlagen, bzw. Prozesse URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

15 Ergebnisse einstufig (I): - Gezielter Aufschluss durch Hammermühle - Abtrennung der Störstoffe bei >2mm Mechanische Aufbereitung Ergebnisse zweistufig (II): - Weiterverarbeitung des Materials >2mm - Wiederaufgabe des Materials Zwischenkonzentrat (<2mm) - 50% der Masse - 73% des Indiums - 20% des Kunststoffes - Kunststoffkonzentration: <3% Zwischenkonzentrat (<2mm I+II) - 75% der Masse - 90% des Indiums - 30% des Kunststoffes - Kunststoffkonzentration: <5% URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

16 Indium in Lösung in % 100 Laugung H 2 SO 4 ; 70 C molar 0,5 molar 0,25 molar 0,1 molar 0,05 molar 0,01 molar Zeit in min URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

17 Indium in Lösung in ppm Laugung - Erhöhung der Indiumkonzentration in der Lösung Stufen; 1molare H2SO4; je 1h Laugestufe URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

18 Aufnahme in % Aufkonzentration und Reinigung - Ionentauscher g Harz /100 ml Lösung; 1h Kontaktzeit In Al B Ca Fe 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 ph-startwert URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

19 Aufnahme in % von Ausgangslösung Aufkonzentration und Reinigung - Ionentauscher Ionentauscher - Säulenversuch, ph 0,7 Ausgangslösung: Al: 840ppm Fe: 1343 ppm In: 285 ppm Al Fe In Durchfluss in Liter URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

20 Aufnahme in mg/l Reinigung - Stripping Stripping mit 6 M HCl ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Durchfluss in Liter Fe In Al Ergebnisse: - Nahezu vollständiges Lösen des Indiums vom Glas - Effektive Laugung durch Kreislaufführung der Lösung - Gezielte Gewinnung von Indium aus der Lösung durch Ionentauscher - Abtrennung von Störstoffen - Erhöhung der Indiumkonzentration und Reinheit URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

21 - weiteres Vorgehen - Inbetriebnahme einer Zerlegeanlage für LCD- Bildschirmgeräte bis 21 - Pilotbetrieb der Zerlegeanlage für LCD- Bildschirmgeräte bis 21 - Schließen von Kreisläufen - Großversuch zur Indiumrückgewinnung (mechanisch und hydrometallurgisch) - Erarbeitung eines Gesamtverfahrenskonzeptes - Bewertung rechtlicher, ökonomischer, ökologischer und Ressourcen- Aspekte des Verfahrens URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

22 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Hannes Fröhlich Kai Rasenack URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./