Metall-Recycling: die Goldgrube auf der Schrotthalde

Vorteile von Metall-Recycling

Metall-Recycling leistet einen wichtigen Beitrag zur Kreislaufwirtschaft und zum Klimaschutz. Metalle können ohne Qualitätsverlust beliebig oft wiederverwertet werden. Durch das Recycling kann erheblich mehr Energie eingespart werden, als für die Gewinnung von Eisen aus Erz aufgewendet werden müsste. Außerdem wird durch das Recycling weniger CO₂ ausgestoßen.

Zudem leistet Metall-Recycling einen wichtigen Beitrag für den Umwelt- und Gewässerschutz. Erze werden in Minen abgebaut, die Landschaft wird zerstört, die Trennung der Erze vom Gestein erfolgt dann mit verschiedenen chemischen Mitteln. Durch das Recycling der Altmetalle werden die Böden nicht mehr verunreinigt, die Luft um bis zu 80 Prozent und das Wasser um bis zu 76 Prozent weniger verschmutzt. Der Wasserverbrauch sinkt um bis zu 40 Prozent.

Metall-Recycling: ideal für die deutsche Wirtschaft

Da Deutschland Eisenerz importieren muss, ist Metall-Recycling eine kostengünstige Alternative. Der Einsatz der sogenannten Sekundärrohstoffen macht zudem unabhängiger von Oligopolen und Importen aus Krisenregionen, Staaten mit prekären Arbeitsbedingungen oder fehlenden Umweltauflagen.

Die Bundesregierung entschied deshalb 2022, dass 90 Prozent des Stahls bzw. Eisens und Aluminium recycelt werden müssen. Bei Stahl wird diese Quote bereits übertroffen. Aluminiumrecycling spart 95 Prozent der Energie gegenüber der Primärerzeugung, drei Viertel des heute verwendeten Aluminiums sind bereits recycelt. Die gesamte EU produziert nur drei Prozent der Metallrohstoffe, der Rest kommt von anderen Kontinenten. Der Metallbedarf ist so hoch, dass neben Kupfer auch Kupferschrott importiert wird.

Foto: Bundesregierung

So werden die verschiedenen Metallarten recycelt

Je nach Metallart muss unterschiedlich recycelt werden. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen

• Fe-Metallen: dazu gehören Stahl und Stahllegierungen, die eisenhaltig (Fe ist das chemische Zeichen für Eisen) und magnetisch sind, und
• (Nichteisen) NE-Metallen, wie Aluminium, Kupfer, Zink, und Blei (auch Buntmetalle genannt), die nicht magnetisch sind. Auch Bronze, Stahl, Messing und Zinn sind wertvolle Legierungen, die häufig in Altgeräten verbaut sind.

Foto: Fraunhofer ILT Aachen / Alfred Neuwald

Ablauf des Metall-Recyclingprozesses

Foto: Freepik / onlyyouqj

1. Sortieren
   Für das Recycling von Metallen werden diese zunächst auf der Mülldeponie oder dem Recyclinghof von Papier, Kunststoff oder Speiseresten getrennt.
2. Zerkleinern
   Anschließend wird der Metallschrott maschinell zerkleinert.
3. Trennen
   In einem Windsichter werden die Metallteilchen mithilfe eines Luftstroms in schwere und leichte Teile getrennt.
4. Eisen und Nichteisen separieren
   Danach trennt ein Magnetabscheider das Eisen von den Nichteisenmetallen.
   • Eisen: Der Magnetscheider arbeitet mit einem Elektromagneten, der das Eisen anzieht. Elektrostatische Separatoren laden den Müll elektrostatisch auf. Über einer geerdeten Metalltrommel entladen sich leitfähige, metallische Materialien und fallen direkt in die Tonne.
   • Nichteisen: Für das nichtmagnetische Aluminium kommt ein Wirbelstromabscheider zum Einsatz. Hier erzeugt ein Magnetmotor mit einem starken Neodym-Magneten ein Magnetfeld, mit dem Nichteisenmetalle kurzzeitig magnetisiert werden können. Durch die sich abstoßenden Magnetpole werden die Partikel vom Förderband in einen Behälter geschleudert. Nicht magnetische Materialien entladen sich langsamer, werden von der Metalltrommel abgebürstet und landen in einem anderen Behälter.

5. Sortenreine Trennung
   Anschließend werden die wertvollen Buntmetalle wie Kupfer, Messing, Zink und Aluminium nach Farbe, Dichte und Leitfähigkeit sortiert.

6. Pressen
   Nun ist das Altmetall sortenrein und wird für den Transport zu Würfeln gepresst. Die Würfel werden in einer Anlage zerkleinert und in Öfen eingeschmolzen. Das flüssige Metall wird nun in Formen für neue Produkte gegossen.

Recycling von Aluminium aus Verpackungsabfällen

Bei Verpackungsabfälle läuft der Recyclingprozess etwas anders ab. Hier wird so recycelt:

1. Pressen
   Zuerst werden die leeren Aluminiumverpackungen in die Sortieranlage gebracht, dort mit Wirbelstromscheidern getrennt und zu Ballen gepresst.
2. Pyrolyse
   Unter Luftabschluss wird das Aluminium erhitzt. Speisereste, Folien, Etiketten und Lebensmittellack gehen dabei in den gasförmigen Zustand über.
3. Schmelzen
   Danach wird das Aluminium geschmolzen. In Aluminiumhütten wird das Aluminium zu Barren gegossen, die zu Blechen gewalzt werden können.

Aus dem recycelten Aluminium können wieder Verpackungen oder z. B. Bauteile wie Fahrradrahmen oder Pumpengehäuse hergestellt werden.

Herausforderungen des Metall-Recyclings

Foto: Cronimet Ferroleg GmbH Karlsruhe

Der recht aufwändige Recyclingprozess zeigt: Die Unterscheidung der einzelnen Metalle, ihre Trennung von anderen Stoffen und die Zerlegung von Legierungen in die einzelnen Metalle ist manchmal schwierig. Das liegt daran, dass den Metallen je nach Verwendungszweck andere Stoffe zugesetzt werden, die das Recycling erschweren.

Beispiele

Stahl

ist ein Stoffgemisch, eine Legierung aus Kohlenstoff und Eisen. Beim Recycling werden die Legierungen mithilfe von Röntgenstrahlen getrennt. Die Herausforderung besteht darin, die verschiedenen Materialien voneinander zu separieren, um jedes Metall einzeln recyceln zu können. Metallabfälle müssen daher sortenrein getrennt werden.

Altgeräte

bestehen aus mehreren Komponenten. Sie können in vielen Fällen in ihre Einzelteile zerlegt werden, was jedoch oft aufwendig ist. Sie werden daher manchmal auch als Ganzes gepresst und anschließend zerkleinert oder geschreddert.

Elektrogeräte

Das Recycling von Metallen aus Elektronikgeräten ist am aufwendigsten. Darin sind oft Metalle aus seltenen Erden und geringe Mengen hochwertiger Edelmetalle, z. B. vergoldete Kontakte, enthalten. Daher ist eine manuelle Vorsortierung und Demontage erforderlich. Danach kommen mechanische und chemische Verfahren zum Einsatz. Mit Letzteren können Schichten wie Lacke oder Korrosionsschutzschichten entfernt werden, z. B. bei verzinktem Stahl oder verzinktem Weißblech von Konservendosen.

Innovationen: Die Zukunft des Metall-Recyclings

Bilderkennung, Roboter und künstliche Intelligenz werden künftig im Metallrecycling dort eingesetzt, wo es auf Qualität ankommt.

Beispiele

Effektiveres Metallrecycling

In der Schweiz hat das Unternehmen soRec AG mit Unterstützung des Svico Innovationsfonds eine nassmechanische Anlage zur Aufbereitung von Tonerpulver gebaut. Derzeit arbeitet das Unternehmen an einer automatisierten Prozesssteuerung beim Metall-Recycling.

soRec will es außerdem Stahlwerken ermöglichen, die Ausbeute im Schmelzprozess zu erhöhen und in Zukunft große Mengen an CO₂ einzusparen. Im Kanton St. Gallen entsteht eine Anlage zum Recycling von Klein- und Kleinstgeräten. Aus den teuer und gefährlich zu entsorgenden Geräten werden Seltene Erden, Industriemetalle und Schwarzmasse gewonnen, aus der ein Abnehmer in einem zweiten Schritt Kobalt gewinnt.

Biosorption: Biologisches Metall-Recycling

Wissenschaftler der Universität Linz in Österreich forschen derzeit an einer neuen Methode zur Trennung von Metallen: Sie nutzen das Verfahren der Biosorption und verwenden dafür Bierhefe, ein Reststoff aus dem Brauprozess. Auf der Oberfläche der Hefezellen befinden sich negativ geladene Zellgruppen, die positiv geladene Metallionen anziehen. Mit dieser Technik ist es gelungen, Nickel, Zink, Kupfer und Aluminium aus einer Mischung herauszulösen. Durch die Veränderung des pH-Wertes der Lösung konnten die Wissenschaftler bestimmen, welches Metall an der Hefe haften bleibt. Damit soll es in Zukunft möglich sein, mehr als 90 Prozent der Metalle aus einer Lösung herauszufiltern.

Ähnliche Versuche wurden auch mit Biokohle, Algen und Bakterien unternommen, waren aber weniger erfolgreich. Biokohle zum Beispiel lässt sich nicht so gut vom Metall trennen.

Neue Technologien für die sortenreine Metalltrennung

Die LSH Lübecker Schrotthandel GmbH will neben der bestehenden Großschredderanlage eine innovative Anlage errichten, die die geschredderten Teile sortenrein trennt. Dazu sollen Induktions- und Kamerasensoren, sensorgestützte Regelsysteme sowie Magnete unterschiedlicher Stärke eingesetzt werden. Dadurch sollen jährlich tausend Tonnen verschiedene Metalle und ca. 7,3 Tonnen CO₂ eingespart werden. Das Bundesumweltministerium fördert ein Pilotprojekt in Schleswig-Holstein mit einer knappen Million Euro für eine erste großtechnische Anwendung.

CRADLE rät: So können Sie selbst zum Metall-Recycling beitragen

Foto: Unsplash / William-Hook

Viele Metallabfälle aus privaten Haushalten können recycelt werden B. Gestelle von Kinderwagen, Dachrinnen, entleerte Heizkörper, Grills, Bettgestelle, Küchenspülen, Schubkarren, Gartenmöbel, Bügelbretter Fahrradrahmen, Pfannen und Töpfe.

Aus dem gewerblichen Bereich können Rohre, Bleche, Fässer Eisenbeschläge und -träger, Produktionsreste sowie Fehlproduktionen recycelt werden.

• Eisen, z. B. Nägel, gehören in den Hausmüll, da magnetische Teile herausgezogen werden.
• Aluminium ist nicht magnetisch und gehört in den Gelben Sack. Auch ein Gegenstand, der von Kunststoffteilen umgeben ist, aber zu mindestens 50 Prozent aus Metall besteht, gehört in den Gelben Sack.
• Kupfer ist ein nichtmagnetisches Edelmetall und kommt B. in Kabeln vor, deren Entsorgung im Hausmüll eine Ordnungswidrigkeit darstellt. Sie gehören auf den Recyclinghof.
• Das Recyceln von Smartphones lohnt sich. In den Magneten des Lautsprechers, der Kamera und des Vibrationssystems sind seltene Erden verbaut. Außerdem enthält ein solches Handy 0,036 Gramm Gold. Um diese Menge aus einem Primärstoff zu gewinnen, wären sieben Kilogramm Erz nötig. Die Goldkonzentration im Smartphone ist also 100-mal höher als im Abbaugebiet.

Fazit: Metall-Recycling schont die Umwelt und fördert die Kreislaufwirtschaft.

• 90 Prozent des Stahls wird in Deutschland recycelt.
• Beim Recycling wird zwischen eisenhaltigen und nicht eisenhaltigen unterschieden.
• Die Trennung von Verbundmaterialien, das Recycling von Elektronikschrott und das Aufbrechen von Legierungen sind die größten Herausforderungen.
• Eine innovative Methode im Metallrecycling ist die Biosorption, bei der sich Metallionen an Bierhefe anlagern.
• Trennen Sie Metallschrott sortenrein und fachgerecht!