La Agencia Ambiental Federal Federal Alemana consume aproximadamente 200 kilogramos de materias primas per cápita por día. Esto nos coloca en la cima del mundo. Esto no solo daña el medio ambiente, sino que también es peligroso para nuestra competitividad internacional. Como país pobre en recursos, Alemania debe confiar en un uso particularmente cuidadoso de los recursos. Los procesos de reciclaje nuevos y eficientes son una forma de independizarse de la importación de materias primas caras y escasas. Los expertos de Fraunhofer han establecido bases importantes para el reciclaje y la producción consistentes en ciclos en el día después del proyecto "Clasificación molecular para la eficiencia de los recursos". En la feria IFAT, presentan nuevos métodos que permiten el reciclaje de metales preciosos, tierras raras, vidrio, madera, hormigón y también fósforo.

Reciclaje 2.0 - perfectamente separado

"Los procesos de separación tienen lugar por primera vez al nivel mínimo requerido, es decir, bajamos al nivel molecular o incluso atómico", explica el coordinador del proyecto, el profesor Jörg Woidasky, del Instituto Fraunhofer de Tecnología Química ICT en Pfinztal, cerca de Karlsruhe. Un ejemplo es la lixiviación de minerales microbianos, que se está desarrollando para su aplicación en el Instituto Fraunhofer de Ingeniería Interfacial y Biotecnología IGB en Stuttgart. Esto también permite recuperar pequeñas cantidades de metales preciosos o tierras raras. Los investigadores usan microorganismos para convertir compuestos metálicos insolubles en minerales, escorias de incineración o desechos de madera empapada en sales metálicas en sales solubles en agua. Los metales disueltos pueden unirse con polímeros especiales y, por lo tanto, eliminarse selectivamente de la solución. En una tercera etapa, los metales se separan.

Los expertos del Instituto Fraunhofer para la Investigación del Silicato ISC en Würzburg están trabajando en un proceso para extraer vidrio sin colorantes de alta calidad del vidrio plano viejo. El vidrio ultra blanco permite la máxima transmisión de luz y, por lo tanto, se utiliza en energía fotovoltaica, en cables de fibra óptica o pantallas. Si hay átomos extraños, como el hierro, en el vidrio, su permeabilidad disminuye. "El impulso de crecimiento, especialmente en la energía fotovoltaica, es tan grande que ni las fuentes de materias primas naturales libres de hierro, ni la cantidad de módulos fotovoltaicos" viejos "reciclados, son suficientes para satisfacer la demanda de vidrio plano altamente transparente en las próximas décadas", dice el Dr. Jürgen Meinhardt del ISC. Una fuente alternativa de materias primas podría ser el vidrio plano convencional. Sin embargo, el contenido de hierro del vidrio es demasiado alto. Los investigadores están desarrollando un proceso que permite extraer átomos de hierro directamente del líquido fundido 1500-Celsius caliente.

Usa madera vieja de forma inteligente

En Alemania, el reciclaje de madera todavía está en pañales: hasta el momento, solo se usa alrededor del 33 por ciento de los aproximadamente ocho millones de toneladas de desechos de madera al año. Una razón para la baja tasa de reciclaje es la regulación de residuos de madera. Se estipula que el material recubierto con compuestos organohalogenados o madera tratada con conservantes de madera no debe reutilizarse o solo en un grado muy limitado. Las nuevas técnicas de separación a nivel molecular están destinadas a remediar esto sin poner en peligro la idea precautoria de la ordenanza sobre madera residual.

Para poder reciclar los residuos de madera con más fuerza, uno debe reconocer los contaminantes existentes. Investigadores del Instituto Fraunhofer para la Investigación de la Madera - Wilhelm-Klauditz-Institut, WKI en Braunschweig utilizaron varios métodos, tales como espectroscopía de infrarrojo cercano, análisis de fluorescencia de rayos X o espectrometría de movilidad iónica. Si se identifica el contaminante, también puede eliminarlo. »La madera tratada con conservantes orgánicos puede limpiarse con fluidos supercríticos. Para separar o enriquecer los metales pesados, queremos utilizar tanto procesos de combustión húmeda como químicos y procesos de pirólisis ", dice el físico Peter Meinlschmidt del WKI.

Reciclar hormigón

Cada año se generan varios millones de toneladas de residuos de la construcción. Aún no existe un proceso de reciclaje de hormigón. Los investigadores del Instituto Fraunhofer de Física de la Construcción IBP en Holzkirchen quieren cambiar eso. Se basan en la "fragmentación electrodinámica", en la que los rayos ultracortos atraviesan el hormigón. Permite que el hormigón se descomponga en sus componentes individuales: grava y piedra de cemento. Un primer paso decisivo hacia el reciclaje de hormigón viejo.

Recuperar germanio y fósforo

Pero los materiales valiosos no solo se pueden obtener a partir de desechos sólidos. Los gases de escape de las plantas de incineración de residuos también contienen materias primas. Para enriquecer esto, los investigadores del Instituto Fraunhofer de Tecnologías y Sistemas Cerámicos IKTS en Dresde están desarrollando filtros cerámicos especiales en los que ciertos componentes del gas de escape se separan primero selectivamente a temperaturas de más de 850 ° C y luego se recuperan, por ejemplo, germanio, zinc. y también fósforo.

Pero, ¿son estos métodos desarrollados realmente adecuados para un entorno de mercado que cambia rápidamente? Los socios de clasificación molecular han investigado esto en un estudio. Tu conclusión es positiva. Es muy probable que el reciclaje a nivel atómico sea significativo en el futuro. No solo si se promueve políticamente, sino también como un modelo de negocio económicamente independiente.

Weitere Informationen:
http://www.molecular-sorting.fraunhofer.de