Recyclingregion Harz

Im Rahmen des Förderprogramms „Zwanzig20 – Partnerschaft für Innovation“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung haben sich 4 Hochschulen aus drei Bundesländern zusammengeschlossen und die Recyclingregion Harz gegründet.

Die Hochschule Nordhausen (HSN), die Technische Universität Clausthal, die Hochschule Magdeburg-Stendal sowie die Otto-von-Guericke- Universität in Magdeburg haben sich zum Ziel gesetzt unter der Leitung von Herrn Professor Jürgen Poerschke von der HSN bisher nur ungenügend genutzte Rohstoffpotentiale aus Abfällen und Deponien nutzbar zu machen. Dabei sollen am Beispiel von Elektroaltgeräten exemplarisch Optimierungspotentiale bei der Verwertung, beginnend mit der Rückführung, aufgezeigt und neue Lösungsansätze entwickelt und erprobt werden. Durch Umsetzung einer Bildungsoffensive sollen insbesondere Kinder und Jugendliche diesbezüglich interaktiv sensibilisiert werden.

Hauptaspekt des Projektes ist die Schaffung von Voraussetzungen für eine nachhaltige und ressourceneffiziente Wertstoffwende.

Weitere Informationen:

REWITA

Wertvolle Rohstoffe aus den Bergeteichen des Rammelsbergs

Unter wirtschaftsstrategischen Rohstoffen im Sinne der r4-Bekanntmachung des BMBF versteht man nichtenergetische, mineralische und metallische Rohstoffe wie Platingruppenmetalle, Stahlveredler, Hochtechnologiemetalle und Seltene Erden, welche für Zukunftstechnologien sicher verfügbar sein müssen. Durch den Import dieser Rohstoffe sind die betroffenen Wirtschaftszweige krisenanfällig. Eine direkte Bereitstellung dieser Rohstoffe aus deutschen Lagerstätten würde signifikant zur Entspannung dieser Situation beitragen. Zusätzliche Rohstoffquellen könnten somit zur Stabilisierung der Marktsituation beitragen. Bei dem vom BMBF im Rahmen der r4-Maßnahmen geförderten Forschungsprojekt handelt es sich um die Nutzbarmachung der Flotationsrückstände aus den beiden Tailings am Bollrich in Goslar.

Das Rammelsberg-Erz, bei dessen Aufbereitung diese Rückstände entstanden, enthielt neben durchschnittlichen 600 ppm Indium in der Zinkblende auch andere Spurenmetalle, die heute der Kategorie der wirtschaftsstrategischen Rohstoffe zugehören. Die Tailings zeigen unter anderem relevante Gehalte an Indium, Gallium und Kobalt. Bedingt durch die während der primären Erzaufbereitung, welche sich wesentlich auf Buntmetalle fokussierte, noch nicht so weit fortgeschrittene Aufbereitungstechnik und das seinerzeit erst spät einsetzende Interesse an den genannten Sondermetallen, stellen diese alten Aufbereitungsrückständeheute eine hochinteressante anthropogene Lagerstätte dar.

Ziele

Am Beispiel ausgewählter wirtschaftsstrategischer Rohstoffe wie Indium, Gallium und Kobalt soll untersucht werden, ob eine Gewinnung aus den Flotationsteichen der Erzaufbereitung des Rammelsberges bei Goslar unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten möglich ist. Die Aufbereitungsverfahren werden an Originalproben im Rahmen von Labor- und Technikumsversuchen entwickelt und erprobt. Vorlaufend werden geeignete Abbaustrategien und -techniken sowie anschließend an die Aufbereitung Methoden zum Wiedereinbau der neu erzeugten Aufbereitungsrückstände und der Reinigung abzustoßender Wässer entwickelt. Begleitet werden die technologischen Entwicklungen von Planungen zur Infrastrukturgestaltung eines künftigen Rohstoffgewinnungsbetriebes, der Klärung von Genehmigungsfragen und weiterer für die wirtschaftliche und ökologische Gesamtbewertung erforderlichen Parameter. Dadurch wird eine höchstmögliche technische und wirtschaftliche Anschlussfähigkeit sichergestellt.

Partner

Koordiniert wird das Projekt von der CUTEC. Sie arbeitet arbeitet an der Schnittstelle zwischen Wissenschaft und Wirtschaft und betreibt anwendungsnahe Forschung mit dem Ziel, Ergebnisse der Grundlagenforschung zeitnah in praxisgerechte Technologien umzusetzen. Die Arbeitsschwerpunkte sind Informationen, Ressourcen und Energie. Die Abteilung Metallrecycling ist besonders im Schwerpunkt Ressourceneffizienz ausgewiesen und besitzt fundiertes Wissen im Bereich der Aufbereitung von Primär- und Sekundärrohstoffen und deren ökologische und ökonomische Bewertung. Die Abteilung Abwasserverfahrenstechnik forscht in verschiedenen Bereichen der Prozesswasser- und Klärschlammbehandlung und besitzt gute Erfahrungen in der Übertragung neuer Technologien vom Labor über den Pilot- bis in den technischen Maßstab einschl. selbst programmierter Automatisierung und Fernsteuerung/-wartung von Pilotanlagen.

Die TU Clausthal ist in diesem Projekt mit 4 Instituten vertreten. Das IBB befasst sich mit der Aufsuchung, Gewinnung und Förderung energetischer und mineralischer Rohstoffe. Die Abteilung für maschinelle Betriebsmittel und Verfahren im Bergbau unter Tage betreibt dabei neben der Lehre Forschung auf dem Gebiet der Förder- und Gewinnungstechnik. Das IELF verfügt mit den Fachgebieten Lagerstättenforschung und Mineralogie, Geochemie, Salzlagerstätten über große Erfahrung auf dem Gebiet wirtschaftlich relevanter Rohstoffe und Lagerstätten. Das IELF verfügt über umfängliche Erfahrungen und Ausrüstungen zur mineralogischen Analytik, insbesondere auch zur Identifikation und Lokalisierung von Spurenelementen. Das IFAD betreibt Verfahrensentwicklung für die Aufbereitung primärer und sekundärer Rohstoffe mittels mechanischer und hydrometallurgischer Prozesse. Langjährige Erfahrungen bestehen unter anderem in der Gewinnung von Wertstoffen aus Halden und Bergeteichen/ Spülhalden bergbaulicher Tätigkeiten. Neben einer Wertstoffgewinnung waren dabei immer Aspekte der Sanierung der Standorte und der Minimierung von möglichen Schadstoffpotenzialen von besonderem Interesse.

Die Abteilung Geotechnik des IGMC befasst sich mit der Entwicklung von Lösungsansätzen für geotechnische und bodenmechanische Problemstellungen. Dabei spielt die Anfertigung geotechnischer Bemessungen und die Durchführung von Standsicherheitsberechnungen eine wesentliche Rolle. Im themenbezogenen Zusammenhang zum beantragten Projekt steht u. a. ein durchgeführtes Forschungsvorhaben zu der Standsicherheit von Unterwasserböschungen sowie die Anfertigung geotechnischer Gutachten zu unterschiedlichen Dämmen von Speicher- und Regenrückhaltbecken.

PPM befasst sich mit der Produktion und Raffination hochreiner Metalle und deren Verbindungen. Gegenwärtig werden unter anderem Antimon, Arsen, Blei, Cadmium, Gallium, Germanium, Indium, Kupfer und Tellur sowie in vielen Fällen deren Verbindungen hergestellt. Die Produkte werden in hohen Reinheitsgraden hergestellt. Einen wesentlichen Anteil an der Rohstoffversorgung und an den verwendeten Technologien hat das Recycling von Produktionsrückständen, die z. B. Germanium, Gallium oder Indium enthalten.

HMG befasst sich mit der Produktion und Raffination von Blei und Zink, heute ausschließlich aus Recyclingvorstoffen, wie gebrauchten Starterbatterien und Stahlwerksflugstäuben. Produkte sind metallurgische Konzentrate, die an eigene oder fremde Hütten geliefert werden, in denen sie bezüglich der Zielkomponenten Blei und Zink weiterverarbeitet werden. HMG kann, teilweise auch im Konzernverbund, ein breites Spektrum an blei- und zinkhaltigen Rohstoffen verarbeiten. Zudem ist HMG in der Lage, weitere Hauptwertstoffströme in eigenen Prozessen einzusetzen oder durchzuhandeln.

STÖBICH ist auf dem Gebiet Brandschutz in Forschung und Entwicklung ausgewiesen. Sie ist Eigentümer des Untersuchungsobjektes, der Bergeteiche am Bollrich. Das Unternehmen stellt die notwendigen infrastrukturellen Ressourcen auf dem Gelände zur Verfügung und wird die erforderlichen Kontakte zu Genehmigungsbehörden herstellen und aufrechterhalten, Gespräche führen sowie in Abstimmung und Kooperation mit dem assoziierten Partner BBG erforderliche Maßnahmen koordinieren.

Das KMU PDV-SOFTWARE ist ein unabhängiger Softwarehersteller mit einer Expertise im Bereich von Industrieprozessen, Labordaten und der Entwicklung von Schnittstellen vorhandener Hard- und Software. pdv-software entwickelt LIMS zur Datenkoordinierung und optimierten Bewertung der Lagerstätten.

BIG ist ein Ingenieurbüro mit Schwerpunkten in den Bereichen Altlastensanierung und Abfallwirtschaft. BIG beteiligt sich an Forschungsvorhaben mit Umweltbezug, bspw. in r³. Arbeitsgebiete sind die Bewertung von Umweltgefährdungen, die Beurteilung umweltrechtlicher Aspekte und die Planung von Rückbaukonzepten einschließlich logistischer und sicherheitstechnischer Fragen.

Weiterführende Informationen finden Sie auf der Website der CUTEC sowie auf der Website zur Fördermaßnahme r4.

Recycling 4.0

Digitalisierung als Schlüssel für die Advanced Circular Economy am Beispiel innovativer Fahrzeugsysteme

EFRE-Verbundprojekt mit 5 REWIMET-Mitgliedern und weiteren Partnern
Durchführungszeitraum 1.4.2018 bis 31.03.2021

Durch eine zunehmende Digitalisierung industrieller Prozesse können entlang von Supply Chains große Datenmengen gewonnen werden. Das Potenzial, die gewonnenen Daten mit innovativen Auswertungs-, Prognose- und Planungsmethoden bzw. -werkzeugen zu verknüpfen, wird oft im Kontext des Begriffs „Industrie 4.0“ genannt. In der Verwertung und im Recycling von Produkten hingegen besteht in der Praxis Handlungsbedarf.

Das Recycling steht vor der Herausforderung, immer komplexere Produkte verwerten zu müssen. Digitalisierung, eine effektive Informationsbereitstellung und die Verknüpfung der verschiedenen Akteure zu Closed-loop Supply Chains können helfen, die Probleme der Zukunft anzugehen. Bei langfristig steigenden Ressourcenpreisen und sinkenden Ressourcenvorkommen sowie einem erhöhten gesellschaftlichen Umweltbewusstsein wird ein effizientes Recycling zunehmend wichtiger.

Im Kontext dieses Verbundprojektes sollen daher, mit dem Fokus auf der Verwertung innovativer Fahrzeugsysteme wie in der Elektromobilität, welche in Zukunft in besonderem Umfang auf die Sicherung von Rohstoffrückführungen aus Abfällen angewiesen sein werden, bestehende Probleme des Recyclings analysiert, Lösungsansätze entwickelt und daraus abgeleitete Konzepte prototypisch implementiert werden. Ziel ist, die Ermöglichung eines „Recycling 4.0“ durch einen zielgerichteten und abgestimmten Informationsaustausch zwischen den Partnern einer Closed-loop Supply Chain auf Basis von Industrie-4.0-Technologien und -Methoden zur Erreichung einer Advanced Circular Economy.
 
Das Produktsegment Automobil spielt für die Niedersächsische Wirtschaft eine herausragende Rolle und soll daher im geplanten Projekt adressiert werden. Beispielhaft zeigt folgende Abbildung die heutige, bereits sehr komplexe Struktur des Lebenszyklus derzeitiger Fahrzeuge:

Struktur des Lebenszyklus derzeitiger Fahrzeuge

Aus technischer Sicht sind die einzelnen Stationen in der Produktions-, Nutzungs-, Wartungs- und End-of-Life-Phase zwar recht weit entwickelt, allerdings fehlt oftmals eine geeignete Verknüpfung der Stationen insbesondere im Hinblick auf die jeweiligen Abfallströme. Diese Situation verschärft sich mit der Einführung innovativer Fahrzeugsysteme wie etwa Fahrzeuge mit Elektro- und Hybridantrieben, die im Fokus des Projektes stehen, mit modernen spezialisierten Systemen (production on demand) und Herstellprozessen (z.B. additive manufacturing), die aus der Perspektive des Recyclings aufgrund veränderbarer stofflicher Zusammensetzung und Bauteilvarianz zu einer weiteren Steigerung der Komplexität führen. Während bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren und aus Produktionen mit Großserienfertigung der Komponenten in den letzten Jahren viele Informationen zusammengetragen wurden, fehlen diese im Bereich innovativer Fahrzeugsysteme noch weitgehend. Die strukturellen Defizite bei der Bereitstellung bzw. dem Austausch von recyclingrelevanten Informationen werden durch neue Materialien, Batteriesysteme, Antriebstränge, etc. nur noch deutlicher.

Auf Grund der sich verschärfenden Fragestellungen zur Rohstoffsicherung für die Produktion einerseits, sowie zur Schaffung einer global wettbewerbsfähigen Verwertungsindustrie, ist der Anreiz gegeben, Lösungen zu schaffen, die allerdings eine zeitsparende und effiziente Informationsstruktur erfordert.

Verbundpartner aus der Wissenschaft

  • Technische Universität Braunschweig (Mitglied bei REWIMET e.V.)
    Institut für Automobilwirtschaft und Industrielle Produktion (AIP)
    Lehrstuhl für Produktion und Logistik
    Prof. Dr. Thomas Spengler
    Mühlenpfordtstr. 23, 38106 Braunschweig
  • Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik (IWF)
    Professur Nachhaltige Produktion und Life Cycle Engineering
    Prof. Dr.-Ing. Christoph Herrmann
    Langer Kamp 19, 38106 Braunschweig
  • Technische Universität Clausthal (Mitglied bei REWIMET e.V.)
    Institut für Informatik (IFI)
    Lehrstuhl für Software Systems Engineering
    Prof. Dr. Andreas Rausch
    Julius-Albert-Str. 4, 38678 Clausthal-Zellerfeld
  • Institut für Aufbereitung, Deponietechnik und Geomechanik (IFAD)
    Lehrstuhl für Rohstoffaufbereitung und Recycling
    Prof. Dr.-Ing. Daniel Goldmann
    Walther-Nernst-Straße 9, 38678 Clausthal-Zellerfeld
  • Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften (Mitglied bei REWIMET e.V.)
    Institut für Verteilte Systeme (IVS)
    Prof. Dr.-Ing. Gert Bikker
    Salzdahlumer Str. 46/48, 38302 Wolfenbüttel
  • Institut für Produktionstechnik (IPT)
    Prof. Dr.-Ing. Holger Brüggemann
    Salzdahlumer Straße 46/48, 38302 Wolfenbüttel

Kooperationspartner aus der Wirtschaft

  • eck*cellent IT GmbH
    Theodor-Heuss-Straße 2, 38122 Braunschweig
  • Electrocycling GmbH (Mitglied bei REWIMET e.V.)
    Landstraße 91, 38644 Goslar
  • European Recycling Platform (ERP) Deutschland GmbH
    Charlottenburger Allee 41, 52068 Aachen
  • Glaub Unternehmensgruppe
    Peiner Straße 225, 38229 Salzgitter
  • IAV GmbH
    Rockwellstraße 16, 38518 Gifhorn
  • MAN Truck & Bus AG
    Heinrich-Büssing-Str. 1, 38239 Salzgitter
  • MAXXEO GmbH
    Küstriner Str. 10, 38723 Seesen
  • pdv-software GmbH (Mitglied bei REWIMET e.V.)
    Im Schleeke 50, 38642 Goslar
  • Retek AG
    Ems-Jade-Straße 3, 26632 Ihlow
  • Robert Bosch GmbH, Automotive Aftermarket AA
    Robert-Bosch-Str.  200, 31139 Hildesheim
  • TSR GmbH & Co. KG
    Alte Speicherstraße 17, 30453 Hannover
  • Volkswagen AG,
    Berliner Ring 2, 38440 Wolfsburg