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Flotative Kupferrückgewinnung aus Rostaschen der thermischen Abfallverwertung

Beim aktuellen Stand der Technik wird aus den Feinfraktionen der Rostaschen
aus der Abfallverbrennung Kupfer nur unzureichend zurückgewonnen. Die Kupferanreicherung in den Feinfraktionen wird dadurch erschwert, dass ein signifikanter Teil nicht in metallischer Form, sondern als Oxide oder andere mineralischen Verbindungen vorliegt. Ein möglicher Ansatz könnte die Flotation der Aschen sein. Daher wurde Untersuchung zu Thioharnstoff, Thiophosphat
und Thiocarbamat basierten Sammlern anhand synthetischer Aschebesandteilen durchgeführt.
Diese zeigten, zwar einen flotierbarkeit des Kupfers aber auch Interaktionen mit den Matrixbestandteilen, wie Gips und Zement. Daher wurde organische Drücker erprobet, die Kupferausbringen und Anreicherung deutlich steigern konnten.

In den vergangenen Jahrzehnten stiegen sowohl die Nachfrage nach als auch die Produktion von Kupfer stetig an. Es ist davon auszugehen, dass sich dieser Trend fortsetzen wird, insbesondere vor dem Hintergrund der Energie- und Verkehrswende. Inzwischen wird davon ausgegangen, dass in den nächsten Jahrzehnten ein "Peak-Kupfer" erreicht wird, was bedeutet, dass die Verfügbarkeit von Kupfer aus primären Rohstoffquellen abnehmen wird (Northey et al. 2014).
Vor diesem Hintergrund nimmt die Bedeutung des Kupferrecyclings weiter zu. Während für metallische Kupferschrotte die Recyclingwege etabliert und Stand der Technik sind, ist die Rückgewinnung von Kupfer aus feinkörnigen Prozessrückständen noch Gegenstand der Forschung. In diesen Prozessrückständen liegt das Kupfer oft nicht in seiner metallischen Form vor und weist daher größere Ähnlichkeiten mit Kupfererzen als mit Kupferschrotten auf. Daher scheint die Aufbereitung dieser "synthetischen Erze" mittels Flotation ein vielversprechender Ansatz zu sein.
Allerdings unterscheiden sich die Prozessrückstände sowohl in der Bindungsform des Kupfers als auch in der Zusammensetzung der Matrix oft deutlich von natürlichen Erzen, sodass hier noch erheblicher Forschungsbedarf besteht (Breitenstein et al. 2017, Keber et al. 2020). Ein Beispiel für einen solchen Rückstand, der für die Rückgewinnung von Kupfer von Interesse sein könnte, ist die Rostasche aus der Verbrennung von Siedlungsabfällen (Municipal solid waste incineration bottom ash; MSWI-BA). Die Aufbereitung der Asche ist in den einzelnen Ländern der EU sehr unterschiedlich. Während in einigen Ländern keine Aufbereitung oder nur eine Abtrennung von Eisenmetallen erfolgt, wird sie in anderen Ländern, wie in Deutschland, fast vollständig aufbereitet und recycelt (Neuwahl et al. 2019). Die industrielle Aufbereitung von MSWI-BA umfasst in der Regel Sieben, Brechen, Sichten, manuelles Sortieren sowie Magnet- und Wirbelstromabscheidung, um Metalle zurückzugewinnen und definierte mineralische Produkte herzustellen.
Während die angewandten Arbeitsschritte ähnlich sind, kann der detaillierte Aufbau der einzelnen Aufbereitungsanlagen variieren. Gemein ist aber allen Anlagen, dass sie das Kupfer aus den Feinfraktionen nur eingeschränkt zurückgewinnen können, insbesondere wenn dieses aufgrund des Verbrennungsprozesses nicht mehr in metallischer Form vorliegt (Breitenstein et al. 2017, Böni & Morf 2018, Stockinger 2018, Syc et al. 2018, Keber et al. 2020).

Copyright:	© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben
Quelle:	Recy & Depotech 2022 (November 2022)
Seiten:	6
Preis:	€ 3,00
Autor:	M.Sc. Sebastian Keber M.Sc. Marius Müller Prof. Dr.-Ing. Tobias Elwert Prof. Dr. Daniel Goldmann
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