Circa 200 chilogrammi di materie prime pro capite al giorno vengono consumati dall'Agenzia federale federale dell'ambiente. Questo ci mette in cima al mondo. Ciò non solo danneggia l'ambiente, ma è anche pericoloso per la nostra competitività internazionale. In quanto paese povero di risorse, la Germania deve fare affidamento su un uso particolarmente attento delle risorse. Nuovi ed efficienti processi di riciclaggio sono un modo per rendersi più indipendenti dall'importazione di materie prime costose e scarse. Gli esperti Fraunhofer hanno gettato le basi importanti per il riciclaggio e la produzione coerenti in cicli nel progetto di domani "Ordinamento molecolare per l'efficienza delle risorse". Alla fiera IFAT, presentano nuovi metodi che consentono il riciclaggio di metalli preziosi, terre rare, vetro, legno, cemento e anche fosforo.

Riciclaggio di 2.0: perfettamente separato

"I processi di separazione avvengono per la prima volta al livello minimo richiesto, ovvero scendiamo al livello molecolare o addirittura atomico", spiega il coordinatore del progetto, il professor Jörg Woidasky dell'Istituto per le tecnologie chimiche Fraunhofer ICT a Pfinztal vicino a Karlsruhe. Un esempio è la lisciviazione di minerali microbici, che è in fase di sviluppo per l'applicazione presso l'Istituto Fraunhofer di ingegneria interfacciale e biotecnologia IGB di Stoccarda. Ciò consente anche di recuperare piccole quantità di metalli preziosi o terre rare. I ricercatori utilizzano microrganismi per convertire composti metallici insolubili in minerali, scorie di incenerimento o rifiuti di legno imbevuti di sali metallici in sali solubili in acqua. I metalli disciolti possono quindi essere legati con polimeri speciali e quindi selettivamente rimossi dalla soluzione. In una terza fase, i metalli sono separati.

Esperti del Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC di Würzburg stanno lavorando a un processo per estrarre vetro di alta qualità privo di coloranti dal vecchio vetro piano. Il vetro ultra-bianco consente la massima trasmissione della luce e viene quindi utilizzato nel fotovoltaico, nei cavi in ​​fibra ottica o nei display. Se nel vetro si trovano atomi estranei, come il ferro, la sua permeabilità diminuisce. "Lo slancio di crescita, specialmente nel fotovoltaico, è così grande che né le fonti di materie prime naturali prive di ferro, né la quantità di" vecchi "moduli fotovoltaici riciclati, sono sufficienti a soddisfare la domanda di vetro piano altamente trasparente nei prossimi decenni", afferma il Dr. Jürgen Meinhardt dell'ISC. Una fonte alternativa di materie prime potrebbe essere il vetro piano convenzionale. Tuttavia, il contenuto di ferro del vetro è troppo elevato. I ricercatori stanno sviluppando un processo che consente di estrarre gli atomi di ferro direttamente dal liquido fuso caldo 1500-Celsius.

Usa il vecchio legno in modo intelligente

In Germania, il riciclo del legno è ancora agli inizi: finora, solo circa lo 33 percento degli otto milioni di tonnellate di rifiuti di legno usati ogni anno. Una delle ragioni del basso tasso di riciclaggio è la regolamentazione del legno di scarto. Stabilisce che il materiale rivestito con composti organoalogeni o il legno trattato con conservanti del legno non deve essere riutilizzato o solo in misura molto limitata. Le nuove tecniche di separazione a livello molecolare hanno lo scopo di porre rimedio a questo senza compromettere l'idea precauzionale dell'ordinanza sui rifiuti di legno.

Per poter riciclare il legno di scarto in modo più forte, è necessario riconoscere gli inquinanti esistenti. I ricercatori del Fraunhofer Institute for Wood Research - Wilhelm-Klauditz-Institut, WKI di Braunschweig hanno utilizzato vari metodi come la spettroscopia nel vicino infrarosso, l'analisi della fluorescenza a raggi X o la spettrometria della mobilità ionica. Se viene identificato l'inquinante, è anche possibile rimuoverlo. »Il legno trattato con conservanti organici per legno può essere pulito con fluidi supercritici. Al fine di separare o arricchire i metalli pesanti, vogliamo utilizzare sia i processi chimico-umidi e di combustione che i processi di pirolisi ", afferma il fisico Peter Meinlschmidt del WKI.

Riciclare il calcestruzzo

Ogni anno vengono generati diversi milioni di tonnellate di rifiuti edili. Non esiste ancora un processo per riciclare il calcestruzzo. I ricercatori del Fraunhofer Institute for Building Physics IBP di Holzkirchen vogliono cambiare la situazione. Si basano sulla "frammentazione elettrodinamica", in cui fulmini ultracorti vengono inseguiti attraverso il cemento. Consente al calcestruzzo di essere scomposto nei suoi singoli componenti: ghiaia e pietra cementizia. Un primo passo decisivo verso il riciclaggio del vecchio calcestruzzo.

Recupera germanio e fosforo

Ma i materiali preziosi non possono essere ottenuti solo dai rifiuti solidi. Anche i gas di scarico degli impianti di incenerimento dei rifiuti contengono materie prime. Per arricchirlo, i ricercatori del Fraunhofer Institute for Ceramic Technologies and Systems IKTS di Dresda stanno sviluppando speciali filtri ceramici sui quali alcuni componenti dei gas di scarico vengono prima separati selettivamente a temperature superiori a 850 ° C e poi recuperati - ad esempio germanio, zinco e anche fosforo.

Ma questi metodi sviluppati sono effettivamente adatti per un ambiente di mercato in rapida evoluzione? I partner dell'ordinamento molecolare hanno studiato questo in uno studio. La tua conclusione è positiva. Il riciclaggio a livello atomico è molto probabile che sia significativo in futuro. Non solo se promosso politicamente, ma anche come modello economico indipendente dal punto di vista economico.

Per maggiori informazioni:
http://www.molecular-sorting.fraunhofer.de