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Hightech-Strategie

Zu schade zum Wegwerfen

Zink ist ein wertvoller Rohstoff, der nur begrenzt auf der Erde verfügbar ist. Umso wichtiger ist umweltschonendes Recycling. Zum Beispiel von verzinktem Stahlschrott, wie er in der Autoindustrie anfällt: Ein Thema im Rahmen der neuen Hightech-Strategie, Zukunftsaufgabe "Nachhaltiges Wirtschaften und Energie".

Hightech-Strategie.Clausthaler Umwelttechnik-Institut. Zink wird mit Hilfe von Schwefelsäure gelöst. Daraus lässt sich Zink zurückgewinnen.

Wertvolle Rohstoffe müssen zurückgewonnen werden

Foto: Joanna Nottebrock

"Zink kann man nicht einfach wegwerfen. Dafür ist es viel zu wertvoll", sagt Anne Dittmar, Forscherin an der Technischen Universität Clausthal und dem Clausthaler Umwelttechnik-Institut (CUTEC). Auf etwa 220 Millionen Tonnen schätzen Experten die Zinkvorkommen auf unserem Planeten. Jährlich werden 11 Millionen Tonnen verarbeitet. Damit reicht das Metall gerade mal für 20 Jahre. Also heißt das Zauberwort: Recycling. Und dafür haben Dittmar und ihre Kollegen im Harz eine neue, umweltschonende Methode gefunden.

Diplom-Ingenieurin Anne Dittmar.Hightech-Strategie.Clausthaler Umwelttechnik-Institut.

Anne Dittmar

Foto: Joanna Nottebrock

Die Lösung aus dem Harz

Wer ein Auto fährt, fährt Zink durch die Gegend. Denn die Autohersteller schützen den Karosseriestahl gegen Rost, indem sie ihn verzinken. Landet der fahrbare Untersatz irgendwann beim Schrotthändler, gilt es, so viele Teile wie möglich wieder in den Rohstoffkreislauf zurückzubringen.

Mindestens ebenso wichtig ist der sogenannte Neuschrott aus der Autoproduktion. Beim Stanzen der Bleche entstehen als Verschnitt erhebliche Mengen verzinkter Stahlblechabfälle. Allein in der deutschen Automobilindustrie fallen pro Jahr drei Millionen Tonnen Schrott an.

Zinkrecycling

Stahlschrott vor und nach der Bearbeitung

Foto: Joanna Nottebrock

Auch bislang war es schon möglich, das Zink vom Stahl zu lösen. Aber nur mit beträchtlichem Energieaufwand: Mit sehr hohen Temperaturen wird der verzinkte Stahl geschmolzen und das Zink ausgeschieden – als schwer verwertbarer Staub. Der verbleibende Stahl lässt sich trotzdem nur zu weniger wertvollem Baustahl verarbeiten.

Zink kalt lösen

Pilotanlage am Clausthaler Umwelttechnik-Institut

Pilotanlage am Clausthaler Umwelttechnik-Institut

Foto: Joanna Nottebrock

Anne Dittmar: "Wir haben einen besseren Weg gefunden: Wir lösen das Zink mit Schwefelsäure. Daraus lässt sich das Zink zurückgewinnen." Zudem bleibt bei dieser Methode hochwertiger Stahl übrig, der wieder in die Autoproduktion gehen kann.

Eine beim CUTEC errichtete Pilotanlage kann bereits bis zu 400 Tonnen Stahl am Tag bearbeiten. Als Produkte entstehen schwefelsaure Lösungen mit 120 Gramm Zink pro Liter und Stahlschrott mit über 98 Prozent Entzinkungsgrad.

Das Verbundprojektprojekt "Entzinkung von Stahlschrotten" förderte das Bundesforschungsministerium im Rahmen des Programms „r2 Innovative Technologien für Ressourceneffizienz – rohstoffintensive Produktionsprozesse“. Hier arbeiten Partner von Hochschulen und Industrie mit dem CUTEC zusammen. In der neuen Hightech-Strategie werden Folgeprojekte im Programm "r+Impuls – Innovative Technologien für Ressourceneffizienz – Impulse für industrielle Ressourceneffizienz" unterstützt.

Kreislauf-Wirtschaft

Der Clou ist nun: Die Schwefelsäure bekommen die Clausthaler von einem Zinkhersteller. Mit dem Zink angereichert, geht er an das Unternehmen zurück. Das filtert den Rohstoff aus der Säure und schickt sie wieder nach Clausthal. Der Kreislauf beginnt von vorne.

Quelle ist FONA: BMBF-Rahmenprogramm Forschung für Nachhaltige Entwicklungen.

Grafische Darstellung der Abläufe

Foto: FONA:BMBF-Rahmenprogramm Forschung für Nachhaltige Entwicklungen

Aufgabe der Wissenschaftler war auch, festzustellen, ob sich das Verfahren lohnt. "Ja", sagt Anne Dittmar, "das konnten wir nachweisen. Wir sparen gegenüber dem herkömmlichen Verfahren 88 Prozent Energie ein."

Deutschlands größter Autohersteller ist von der Erfindung so angetan, dass er über den Bau einer Anlage auf eigenem Werksgelände nachdenkt. Ein Nebeneffekt: Das Metall muss nicht von weit her transportiert werden, was wiederum unsere Atmosphäre entlastet.

In einer früheren Version des Artikels war fälschlicherweise auf Patente hingewiesen worden. Tatsächlich hat das CUTEC keine internationalen Patente für das Verfahren angemeldet.