Ihre Rohstoffe im Kreis führen – das ist es woran viele Unternehmen immer intensiver tüfteln. Viel Geld kann so gespart und die Umwelt geschont werden. So will der Leiterplattenhersteller AT&S mit einem Pilotprojekt statt einem Schlamm reines Kupfer zum Wiederverwenden gewinnen. Hinter dem einfach klingenden Ziel verbirgt sich ein komplizierter Prozess. Seit 2018 arbeitet und forscht das steirische Unternehmen daran.
"Wir wollen Kupfer recyceln und bei der Gelegenheit Chemie einsparen und den Wasserverbrauch verringern", erklärt Konstantin Kern, der unter anderem mit Fritz Gross, Andreas Zanker und Florian Titjung für das Projekt verantwortlich ist. Die Ausgangssituation ist folgende: Zur Produktion von Leiterplatten benötigt man kupferhaltige Flüssigkeiten. Diese sogenannten Prozessbäder sind laufend auszutauschen um den Qualitätsansprüchen einer Leiterplatte gerecht zu werden.
Fünf Patente auf Prozess der Wasseraufbereitung angemeldet
Wie nun verfahren mit den Unmengen an Abwasser, die entstehen? Derzeit werden sie zu Schlamm, der als Abfallprodukt verkauft wird. Das Kupfer im Abwasser wird dazu "ausgeflockt" und sedimentiert. "Wir wollen den Prozess verändern", sagt Kern. "Wie bei der herkömmlichen Mülltrennung fangen wir damit an, die verschiedenen Abwassersorten richtig zu sammeln." Die getrennten Stränge behandelt man dann unterschiedlich. Das ist gar nicht so einfach und der "innovative Part", wie Kern sagt. Fünf Patente hat AT&S auf seinen Prozess der Abwasseraufbereitung angemeldet.
Zur Erklärung: In jedem der Abwasserstränge ist Kupfer enthalten, jedoch in verschiedenen chemischen Verbindungen – etwa als Kupferchlorid oder Kupfersulfat. "Die Wasseraufbereitung hat die Aufgabe, all diese chemischen Kupfermoleküle auf Kupfersulfat umzuformen", sagt Kern. Denn nur mit Kupfersulfat funktioniert die Elektrolyse. Durch sie kann man in einem letzten Schritt mithilfe von Strom die Metallionen aus dem Wasser als festes Metall – als Kupferplatte – abscheiden. Übrig bleibt also reines Kupfer, das von der Qualität her wieder in der Produktion zum Einsatz kommen könnte.
CO2 und chemische Zusätze einsparen
Durch das im Kreis führen des Metalls werden CO2-Emissionen reduziert. "Allein schon dadurch, dass das Kupfer vom Bergwerk nicht mehr abgebaut werden muss", sagt Kern. Die positiven Nebeneffekte des neuen Verfahrens: Weil das "Ausflocken" bei der Abwasserverarbeitung wegfällt, braucht man keine chemischen Flockungshilfsmittel mehr. Das übrig gebliebene, kupferfreie Abwasser kann ohne viel Aufwand in reines Wasser verwandelt und recycelt werden.
Mitte 2022 soll das AT&S-Projekt abgeschlossen sein. Eine Pilotanlage für den neuen Prozess gibt es schon, eine Industrieanlage ist im Entstehen. In Zukunft soll sie digital überwacht werden. Man will allzu stark verschmutzte Abwasserstränge sofort erkennen und nicht zur Elektrolyse gelangen lassen, um die Reinheit des Kupfers am Ende nicht zu gefährden.
Das Recycling-Potenzial ist noch nicht ausgeschöpft, sagt Kern. "Die Produktion geht innovativ voran und setzt effektivere Chemikalien ein, da muss der Recyclingprozess mitziehen und immer wieder angepasst werden. Es ist wichtig, dass wir weiterforschen."
