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2017 | Book

Strategische Metalle - Eigenschaften, Anwendung und Recycling

Author: Bernhard Adler

Publisher: Springer Berlin Heidelberg

Part of: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

Table of Contents

About this book

Das Fachbuch richtet sich sowohl an Studierende als auch Teilnehmer von Postgradualkursen auf dem Gebiet des Recyclings von Industriemetallen sowie an Betreiber von Recyclinganlagen. Die wissenschaftliche Darlegung von Applikationen der E-Altgeräte entsprechend der WEEE bildet daher einen Schwerpunkt der Darstellungen. Hierzu werden die in den Produkten verwendeten Metalle mit ihren physikalischen Wirkungen erläutert. Natürlich gehören zum Recyceln nicht nur das organisierte Sammeln und Zerlegen der Geräte, sondern auch die pyro- bzw. hydrometallurgische Aufarbeitung des Recyclinggutes. Die Auswahl der bekannten Technologien bzw. ihre Weiterentwicklung erfordern die Darlegung von entsprechenden chemischen Kenntnissen zu den Metallen. Sie werden durch einen Abschnitt über spektroskopische Verfahren zur Metallanalytik ergänzt. Ein umfangreiches Glossar erschließt auch dem technisch interessierten Laien den Inhalt des Buches.

Frontmatter

Chapter 1. Einleitung

Zusammenfassung

Die Idee, Seltene Erden (SE) aus Elektroaltgeräten zu recyceln, entsteht nach dem sogenannten „China Schock“ im Jahre 2008. Die VR China schränkte ihre SE-Exporte sowohl durch steigenden Eigenbedarf als auch infolge Einstellung des Heap-leaching-Abbaus in Südostchina drastisch ein. Im Jahrzehnt davor war der Bergbau von SE in den USA, Australien und Malaysia wegen mangelnder Rendite oder schwerwiegender Umweltprobleme nahezu vollständig zum Erliegen gekommen, sodass die VR China mit 97 % quasi zum alleinigen Hersteller der SE avancierte.

Bernhard Adler

Chapter 2. Versorgungsbasis und Zukunftstechnologien

Zusammenfassung

Will man die Versorgungsbasis einer Volkswirtschaft beurteilen, so bedarf es dafür nicht nur einer Saldierung der Rohstoffe, sondern vor allem ihrer aktuellen und zukünftigen Einsatzgebiete. Die einst so mächtigen Hochofenwerke an Rhein und Ruhr waren im 19. und Anfang des 20. Jahrhunderts die technologischen Vorzeigebetriebe. Ihre Rohstoffbasis bestand aus Eisen und Kohle und beide Rohstoffe waren an der Ruhr bzw. im Siegerland ausreichend verfügbar.

Bernhard Adler

Chapter 3. Häufigkeiten und Eigenschaften der Metalle

Zusammenfassung

Abb. 3-1 zeigt das Periodensystem der Elemente (PSE) nach Mendelejew. Die Industriemetalle sind in dieser Darstellung kursiv gekennzeichnet. Explizite Zahlenangaben zu den Elementhäufigkeiten sind in Tab. 3-1 bzw. in den Tab. 12-3 und Tab. 12-4 zusammengestellt.

Bernhard Adler

Chapter 4. Metallische Rohstoffe – Mineralien, Bergbau und Anreicherung

Zusammenfassung

Gediegene, also reine Metalle kommen in der Natur zwar vor, z. B. Au, Se, Te, aber auch Fe aus Meteoriten, besitzen für die industrielle Versorgung jedoch kaum eine Bedeutung. Um mit Metallen arbeiten zu können, müssen deshalb Erze abgebaut und verhüttet werden. Die erste umfassende Darstellung aller Arbeitsgänge vom bergmännischen Gewinnen der Erze bis zu ihrer Verhüttung stammt aus den 16. Jh. von Agricola [34].

Bernhard Adler

Chapter 5. Applikationen Strategischer Metalle

Zusammenfassung

Von der Vielzahl der Industrie-Keramiken werden nachfolgend nur die Metalloxidkeramiken abgehandelt. Sie finden sowohl als Struktur- als auch als Funktionswerkstoffe in Form von Ein- und Mehrstoffoxiden technische Anwendung. Als Funktionswerkstoffe werden die Keramiken vor allem als Isolatoren, also Nichtleiter, aber auch als Heizleiter genutzt.

Bernhard Adler

Chapter 6. Recycling als Rohstoffquelle

Zusammenfassung

In Kapitel 5 wurden Metallapplikationen von überwiegend Zukunftstechnologien dargestellt. Man könnte meinen, dass gerade der Umgang mit diesen Metallen und vor allem mit jenen, die derzeit bereits begrenzt gehandelt werden, besonders sorgsam und nachhaltig erfolgt. Betrachtet man jedoch die von Goldmann [133] ermittelten Erfassungsraten von EOL, so stellt man genau das Gegenteil fest.

Bernhard Adler

Chapter 7. Recycling Logistik

Zusammenfassung

Die Antwort auf die Frage, warum eine (Teil)Demontage von Elektroaltgeräten überhaupt notwendig ist, ergibt sich aus der sogenannten Verdünnungsproblematik. Darunter versteht man, dass Wertmetalle oft in sehr geringer Menge für einzelne Baugruppen benötigt werden und diese Baugruppen wiederum nur eine kleine Menge vom Gesamtgerät ausmachen. Die verbauten Metalle werden also in zwei, bei Dotierungen (Abschn. 3.3.7) sogar in dreimal verdünnter Form verbaut.

Bernhard Adler

Chapter 8. Primäre und sekundäre Metallverhüttung

Zusammenfassung

Zunächst werden jene Prozesse der Metallgewinnung diskutiert, bei denen man als Rohmaterial sowohl Mineralien, als auch Recyclinggut einsetzen kann, d. h. die primären und sekundären Verhüttungen nach gleichen Technologien ablaufen. Sekundäre Verhüttungen nutzt man, wenn im Recyclinggut nicht mehr als zwei verschiedene Metalle vorkommen. Darüber hinaus werden für das Recycling von Multielementschrott Verfahren der Gasextraktion vorgestellt.

Bernhard Adler

Chapter 9. Recycling und Umwelt

Zusammenfassung

Dem Recycling kommen neben der reinen Materialbeschaffung meist auch günstige ökologische Aspekte zu. Hierbei handelt es sich um die Energieeinsparung, die Reststoffreduzierung sowie der Biosphärenschutz vor chemischen Noxen. Zu den genannten Problemfeldern werden im Weiteren einige Beispiele aufgeführt.

Bernhard Adler

Chapter 10. Substitutionen Kritischer Elemente

Zusammenfassung

Die Geschichte der Technologieentwicklung kann auch als ein fortlaufender Prozess von technischen Substitutionen angesehen werden. Das Produkt mit den besseren Eigenschaften, einer energiesparenderen oder ökonomisch billigeren Herstellung verdrängt(e) das Vorläuferprodukt. Ein Tabu kennt die Wirtschaft in allen Zeiten nicht.

Bernhard Adler

Chapter 11. Elementanalytik

Zusammenfassung

Wesentlich für die Auswahl und den Einsatz von Analysenmethoden ist der Aufwand, der für die Vorbereitung der Probe, die sogenannte Probenpräparation, betrieben werden muss (Tab. 11-1 und Abb. 11-1). Für qualitative Routineuntersuchungen wählt man stets Verfahren, die allein durch Vermahlen des Probenmaterials zum Zwecke der Homogenisierung auskommen, z. B. die RFA. Für quantitative Analysen kommt man jedoch nicht umhin, einen nasschemischen Probenaufschluss auszuführen.

Bernhard Adler

Chapter 12. Anhang

Zusammenfassung

Physikalisch-chemische Eigenschaften von Metallen (ohne SE).

Bernhard Adler

Backmatter

Title: Strategische Metalle - Eigenschaften, Anwendung und Recycling
Author: Bernhard Adler
Publisher: Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN: 978-3-662-53036-8
Print ISBN: 978-3-662-53035-1
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-53036-8