Elektronikschrott mithilfe von Mikroorganismen recyclen

Forschende der BTU arbeiten an einem neuartigen Recyclingverfahren für Elektronikschrott: Mithilfe von Mikroorganismen werden Metalle wie Kupfer, Gold und Silber aus alten Leiterplatten zurückgewonnen.

Das sogenannte Biomining kommt bislang nur selten im industriellen Maßstab zum Einsatz, könnte aber einen Beitrag zu Ressourcenschonung und Klimaschutz leisten.

"Wir übertragen ein aus dem Erzbergbau bekanntes biologisches Verfahren gezielt auf Sekundärrohstoffe aus dem Elektronikschrott", erklärt Prof. Dr. Christian Abendroth, Leiter des Fachgebiets Kreislaufwirtschaft an der BTU.

"Gerade Leiterplatten enthalten eine Vielzahl wertvoller Metalle, die bislang oft nur mit hohem chemischem und energetischem Aufwand zurückgewonnen werden."

Metalle aus Elektroschrott zurückgewinnen

Beim Biomining werden in der Natur vorkommende, für Mensch und Umwelt ungefährliche Bakterien eingesetzt. Diese oxidieren Eisen- und Schwefelverbindungen und lösen so unter anderem Kupfer aus der Beschichtung der Leiterplatten. Für ihr Wachstum benötigen die Mikroorganismen neben Sauerstoff nur geringe Mengen Nährstoffe sowie CO₂ als Kohlenstoffquelle.

"Der besondere Vorteil unseres Ansatzes liegt in der Kombination aus Recycling und CO₂-Nutzung", so Abendroth. "Die Mikroorganismen arbeiten bei moderaten Temperaturen, verbrauchen CO₂, ersetzen konventionelle Chemikalien und ermöglichen eine mehrfach nutzbare Laugungslösung. Das verbessert die Umwelt- und CO₂-Bilanz des gesamten Prozesses erheblich."
Neue Demonstrationsanlage für das biologische Recycling von Leiterplatten

Untersucht und weiterentwickelt wird das Verfahren an den BTU-Fachgebieten Kreislaufwirtschaft sowie Prozess- und Anlagentechnik unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Harvey Arellano-Garcia. Im Rahmen des Strukturentwicklungsprojekts "BioMinCO2-Convers" (RIK Lausitz) entsteht in Cottbus derzeit eine Demonstrationsanlage für das biologische Leiterplattenrecycling.

"Mit der Demonstrationsanlage zeigen wir, dass Biomining nicht nur im Labor funktioniert, sondern auch industriell skalierbar ist", betont Abendroth. "Das ist ein entscheidender Schritt, um biotechnologische Verfahren in der Kreislaufwirtschaft zu etablieren."

Im Prozess werden neben Kupfer auch Zinn- und Zinkverbindungen als Schlamm abgeschieden. Edelmetalle wie Gold und Silber aus den Kontaktstreifen der Leiterplatten können separat abgetrennt und weiterverarbeitet werden. Die biologische Prozesslösung wird nach jedem Durchlauf regeneriert und erneut eingesetzt.

Kooperationspartner>

Die komplette Anlagentechnik realisiert die Rhode+Wagner Anlagenbau GmbH aus Ebersbach-Neugersdorf. Ein weiterer Industriepartner ist die Impala-Süd GmbH. Deren Biotechnologie-Spezialisten untersuchen die CO₂-Aufnahme und -Umsetzung durch die Bakterien während der Wachstums- und Laugungsprozesse.

"Für die Lausitz bietet das Projekt die Chance, neue industrielle Wertschöpfung mit Klimaschutz und Ressourceneffizienz zu verbinden", sagt Abendroth. "Biotechnologisches Recycling kann ein Baustein für den Strukturwandel der Region werden." Während die Laborarbeiten noch laufen, werden in Cottbus bereits die ersten Komponenten der Demonstrationsanlage aufgebaut. Bis Anfang 2027 soll die Anlage in einen quasi-kontinuierlichen Betrieb überführt werden.

Quelle: Brandenburgische Technische Universität