r3-Forschung
Resultate aus dem Projekt UPgrade – Beispiel Gallium
Vera Susanne Rotter, Sarah Julie Otto, Maximilian Ueberschaar, Perrine Chancerel und Sabine Flamme
1. Hintergrund Gallium ...142
2. Stoffflussanalyse Gallium ...144
2.1. Durchführung/Methoden ...144
2.1.1. Systemgrenzen und Systembeschreibung ...144
2.1.2. Datenerhebung ...147
2.1.3. Modellierung ...147
2.2. Ergebnisse ...147
2.2.1. Stoffstrommodell des Systems Produktion ...147
2.2.2. Stoffstrommodell des Systems Abfallmanagement ...149
2.2.3. Schlussfolgerungen ...154
3. Technische Ansätze zur Rückgewinnung von galliumhaltigen Bauteilen ...154
3.1. Durchführung/Methoden ...154
3.2. Ergebnisse ...156
3.2.1. Physikalische und mechanische Eigenschaften...156
3.2.2. Schlussfolgerungen ...159
4. Ausblick ...160
5. Literatur ...162 In dem Forschungsprojekt Integrierte Ansätze zur Rückgewinnung von Spurenmetallen und zur Verbesserung der Wertschöpfungskette aus Elektro- und Elektronikaltgeräten – kurz UPgrade – arbeiten Wissenschaftler der Technischen Universität Berlin und der Fachhochschule Münster gemeinsam in einem Verbund mit Partnern aus der Wirtschaft.
Durch eine optimierte Behandlung von Elektro- und Elektronikaltgeräten (EAG) so- wie deren Komponenten soll über alle Stufen der Recyclingkette eine Anreicherung von ausgewählten Metallen durch neue und optimierte Prozesse und Prozessketten erzielt werden. Die Rückgewinnung wird innerhalb existierender Recyclingsysteme verbessert, Verluste minimiert und Kreisläufe geschlossen. Somit werden strategische Abhängigkeiten von Rohstoffimporten durch verbessertes Recycling reduziert und eine Umweltbelastung bei der Primärproduktion vermieden.
r3-Forschung
Zu Beginn des Projektes wurden Zielmetalle aufgrund ihrer Einstufung als kritisch und ihrer Relevanz für Elektro- und Elektronik an zukunftsrelevanten Spurenme- tallen und aktuell niedrigen Recyclingraten definiert. Recyclingmöglichkeiten und Recyclingeffizienz dieser Zielmetalle werden jedoch nicht losgelöst vom bestehenden Recycling betrachtet. Hierfür wurden sogenannte Leitmetalle in die Untersuchungen einbezogen (Silber, Gold, PGM, Kupfer, Stahl → Eisen, Aluminium), die als Indikatoren für die Effizienz des bereits heute betriebenen Recyclings mit ausgereiften metallur- gischen Rückgewinnungsverfahren dienen. Bild 1 zeigt die im Rahmen des Projektes betrachteten Metalle.
In diesem Beitrag werden exemplarisch Projektergebnisse für das Element Gallium gezeigt.
Lanthanoide
Actinoide
Bild 1: Untersuchte Ziel- und Leitmetalle beim Recycling von Elektro- und Elektronikaltgeräte innerhalb des Forschungsprojekts UPgrade
1. Hintergrund Gallium
Etwa neunzig Prozent des produzierten Primärgalliums wird als Nebenprodukt der Aluminiumproduktion gewonnen [14]. Selbst im Handelsaluminium kann eine Galliumkonzentration von 0,017–0,02 % vorliegen. Hierbei ist das aluminiumhaltige Mineral Bauxit mit einer Galliumkonzentration von 0,0025–0,01 % [7] das wichtigste Erz für die Galliumgewinnung [1].
r3-Forschung
Die Primärproduktion betrug im Jahr 2014 global 444 t [11], wovon China einen Anteil von etwa 54 % und Deutschland einen Anteil von etwa 13,5 % der Raffinade- produktion hatte [5].
Die Elektronikanwendungen machen etwa neunzig Prozent des globalen Verbrauchs von Gallium aus. Dagegen hat Photovoltaik mit rückgängiger Bedeutung einen Anteil von nur etwa vier Prozent des Galliumverbrauchs (Tabelle 1).
Einsatzgebiet Anteile in 2014 Verbrauch 2012
% t
Integrierte Schaltung 50 177
und Feldeffekttransistoren
LEDs für Hintergrund- 38 135
und Allgemeinbeleuchtung
Photovoltaik 4 14
Sonstiges 8 28
Tabelle 1:
Anteile des weltweiten Gallium- verbrauchs je Einsatzgebiet in 2012
Quelle: Roskill, 2012. Tantalum: Market Outlook to 2016, Roskill
Dies zeigt die künftige Bedeutung des Recyclings mit dem Ziel Galliumkreisläufe nach der Nutzungsphase zu schließen. Die Anwendung von Galliumchips ist sehr spezifisch, insbesondere im Hochfrequenzbereich, weswegen hauptsächlich Geräte mit Funkanwendungen relevant sind (Tabelle 2), welche bislang nur geringen Rücklauf in die Verwertung haben. Diese Tatsache und die geringe Galliumgesamtmenge, welche sich im Umlauf befindet, führen dazu, dass die aktuelle End-of-life Recyclingrate bei null Prozent liegt [12] und gemäß Ciacci et al. [4] aktuell als nicht recyclingfähig klassifiziert wird.
Sammel- Produktkategorie Betrachtete Geräte Betrachtete Geräte
gruppe (Leiterplatten) (LEDs als Hintergrundbeleuchtung)
Informations- und • Desktop PC • PC-Monitor Telekommunikationsgeräte • Notebook PC • TFT TV
• VCR • Notebooks
• DVD-Player
SG 3 Geräte der • Radio/Recorder
Unterhaltungselektronik • Drucker
• Mobiltelefone
• Digitalkamera
• Camcorder
• Videospiele/Konsolen Quellen:
Chancerel, P., Rotter, V.S., Ueberschaar, M., Marwede, M., Nissen, N.F., Lang, K.-D., 2013. Data availability and the need for re- search to localize, quantify and recycle critical metals in information technology, telecommunication and consumer equipment.
Waste Manag. Res. 31, 3–16. doi:10.1177/0734242X13499814
Oguchi, M., Murakami, S., Sakanakura, H., Kida, A., Kameya, T., 2007. A preliminary categorization of end-of-life electrical and electronic equipment as secondary metal resources. Waste Manag. 31, 2150–60. doi:10.1016/j.wasman.2011.05.009
Tabelle 2: Relevante Elektroaltgerätetypen für das GaAs Potential
r3-Forschung
2. Stoffflussanalyse Gallium
Ziel der Stoffflussanalyse ist es, das Galliumpotenzial in Deutschland in den Systemen Produktion und Abfallmanagement für Geräte der Sammelgruppe drei – Informa- tions- und Telekommunikationsgeräte, Geräte der Unterhaltungselektronik (SG3) zu quantifizieren, Senken zu identifizieren, um im nächsten Schritt die Entwicklung von technischen Systemen zur Rückgewinnung von Gallium zu ermöglichen.
2.1. Durchführung/Methoden
2.1.1. Systemgrenzen und Systembeschreibung
Für die Stoffstromanalyse wurde das Gesamtsystem in drei Subsysteme unterteilt: Pro- duktion, Nutzung und Entsorgung (Bild 2). Als regionale Systemgrenze wurde Deutsch- land, als Bezugsjahr wurde das Jahr 2012 gewählt, obwohl die zum Teil verwendeten Transferkoeffizienten jahresunspezifisch vorlagen, bzw. nur Approximationen auf Basis anderer Jahre möglich waren. Betrachtet werden nur Anwendungen in Geräten, die in der Erfassung für eine spätere Verwertung der SG3 zugeordnet werden.
Bild 2: Lebenszyklus von Gallium
Für die weitere Modellierung wurden nur die Produktion und das Abfallmanagement berücksichtigt und unabhängig modelliert, da der Großteil der Deutschen Gallium- produktion als Halbprodukte oder Bauteile exportiert wird, ebenso wie galliumhaltige Produkte zum Großteil über Importe in die Nutzungsphase kommen und nicht aus nationaler Produktion.
In Bild 3 ist das qualitative Stoffstrommodell des Systems Produktion detailliert darge- stellt, welches für die weitere Stoffstromanalyse zu Grunde gelegt wird. Die Produktion enthält fünf Prozesse die miteinander verknüpft sind, wobei die Senke als Summe aller Verluste gilt. Es wird mit dem Rohstoffpotenzial (Roh) von Gallium in Bauxit begonnen. Gallium wird während der Primärproduktion aus der Bayerlauge der Alu- miniumproduktion gewonnen. Die hierbei entstehenden Verluste (PA) werden über den Rotschlamm entsorgt. Von der Primärproduktion geht das Primärgallium (PG) über in den Raffinationsprozess wo das Gallium auf die gewünschte Reinheit gebracht wird. Da Deutschland über sehr geringe Raffinationskapazitäten verfügt [10] und der Prozess ortsunabhängig ist [13], sind erhebliche Gallium Import- und Exportströme vorhanden worüber vor allem das raffinierte Gallium bezogen wird. Exportiert wird demnach überwiegend unraffiniertes Gallium [6]. Diese Ströme werden hier aller- dings nicht berücksichtigt, da nur das Selbstversorgungspotential untersucht wird.
r3-Forschung
Demnach fallen Import- und Exportströme nicht in die Berechnung. Das raffinierte Gallium (RG) geht über in die verarbeitende Industrie. Die Verluste (RafA) fließen in die Senke Produktion.
Bild 3: Qualitatives Stoffstrommodell des Systems Produktion
Das System Produktion beinhaltet ein weiteres Subsystem Verarbeitende Industrie.
Hierbei wurde sich für ein Subsystem entschieden, da es in der verarbeitenden Industrie sehr unterschiedliche Prozesse mit jeweils unterschiedlichen Verlusten gibt. Zudem ist das einzige bekannte Galiumrecycling der Waferindustrie zu entnehmen, ohne die Betrachtungvon CIGS. Das angenommene Subsystem Verarbeitende Industrie ist in Bild 4 dargestellt. Das raffinierte Gallium geht über in die Waferproduktion, in der die hergestellten Wafer (W) zur weiteren Verarbeitung in die Chipproduktion gehen.
Während der Waferproduktion entstehen Produktionsabfälle (WA) und ein Recy- clingstrom (R) aus dem später das Sekundärgallium gewonnen wird. Als letzten Schritt gilt in diesem Fall die Chipproduktion. Hierbei entstehen ebenfalls Produktionsabfälle (CA). Mit diesem Prozess ist das Subsystem abgeschlossen.
Bild 4: Qualitatives Stoffstrommodell des Subsystems Verarbeitende Industrie
Die Ströme, die im Subsystem Verarbeitende Industrie in und aus den Prozessen laufen, finden sich im System Produktion wieder. Ein gewisser Galliumstrom geht zurück ins Recycling (R), wobei Sekundärgallium (SG) entsteht. Dieser fließt zurück in die Raf- fination. Während des Recyclings entstehen wiederum Abfälle (RA).
r3-Forschung
In Bild 5 ist das System Abfallmanagement dargestellt. Hierbei wurden ausschließlich Elektrogeräte der Kategorien drei und vier nach ElektroG berücksichtigt und somit der Sammelgruppe drei angehören.
Bild 5: Qualitatives Stoffstrommodell des Systems Abfallmanagement für Sammelgruppe 3
Das System beginnt bei der Generierung von Elektroaltgeräten (WEEE) nach der Nutzungsphase der Elektroaltgeräte (EEE). Hierbei wird ein Teil der entsorgten Geräte erfasst (E) ein weiterer Anteil allerdings nicht (NE). Der erfasste Strom wird von den örE und zum Teil von den Herstellern im Rahmen der geteilten Produktver- antwortung, gesammelt und gelangt als getrennt gesammelte Fraktion (GS) in die Demontage und mechanische Aufbereitung. Auch der Handel kann Altgeräte freiwillig zurücknehmen [2].
Das gewonnene Konzentrat (K), welches hier fast ausschließlich als metallreiche Lei- terplattenfraktion angenommen wird, geht in die metallurgische Verwertung. Verluste können hierbei in Form von Stäuben bei der mechanischen Aufbereitung auftreten oder durch Zuordnung der falschen Fraktion und somit den falschen Behandlungsweg entstehen. Da kein Gallium aus Altgeräten gewonnen wird, wurde auch kein Rückge- winnungsstrom in das Modell eingebracht. Wie beim System Produktion gehen auch hier alle Verlustströme in eine Senke.
Aufgrund der schwierigen Datenerfassung bzgl. der Entsorgung zwischen dem infor- mellen und formellen Sektor werden diese in dem Modell nicht speziell berücksichtigt.
Es wird angenommen, dass Ströme aus der Sammlung zu einhundert Prozent in die Demontage und mechanische Aufbereitung gehen, obwohl hier bereits Verluste ent- stehen könnten, z.B. durch illegalen Handel bevor die Altgeräte zur Behandlungsstelle gelangen.
Die Senken, sowohl im System Produktion als auch im System Abfallmanagement, werden in dem Fall als Galliumlager betrachtet.
r3-Forschung
2.1.2. Datenerhebung Die quantitative Bestimmung der benötigten Daten kann über zwei unterschiedliche Wege laufen. Zum einen können konkrete Input- und Outputströme direkt aus Lite- raturdaten ermittelt werden, welche dem jeweiligen Prozess zugeführt oder abgeführt werden. Zum anderen können diese über Transferkoeffizienten berechnet werden, falls keine konkreten Daten verfügbar sind. In der Erstellung der Stoffstromanalyse wurden diese beiden Varianten miteinander verknüpft.
Um jeweils konkrete Daten über Flüsse sowie Transferkoeffizienten zu ermitteln, wurde eine ausführliche Literaturrecherche durchgeführt, Experten befragt und Annahmen getroffen. Die ausführliche Darstellung der Grunddaten ist bei Otto [9] zu finden.
2.1.3. Modellierung Die Modellierung unter Quantifizierung der Unsicherheiten als Standardabweichung erfolgte über die Software STAN (http://www.stan2web.net/), welche von der TU Wien Institut für Wassergüte, Ressourcenmanagement und Abfallwirtschaft entwickelt wurde. Diese wurden als normalverteilt angenommen, obwohl aufgrund der geringen Datenmenge, diese Annahme nicht geprüft werden konnte. Normalverteilung voraus- gesetzt, ermöglicht die Software Ausgleichsrechnung und Identifikation von groben Datenfehlern, Berechnung unbekannter Größen sowie Fehlerfortpflanzung.
Die Ergebnisse in den mit STAN erstellten Modellen zum Produktionsweg sind auf die zweite signifikante Stelle gerundet, im Abfallmanagement auf die erste.
2.2. Ergebnisse
Das erstelle Stoffstrommodell beinhaltet zwei Systeme: Produktion und Abfallmanage- ment, und ein Subsystem Verarbeitende Industrie. Die jeweils zugehörigen Galliumströ- me und deren Unsicherheiten werden im folgenden Abschnitt vorgestellt.
2.2.1. Stoffstrommodell des Systems Produktion Das Modell besteht aus fünf Prozessen wobei ein Prozess eine Senke für alle Galli- umverluste innerhalb des Produktionsweges repräsentiert. Das Gallium wird als Pri- märgallium in der Primärproduktion als Nebenprodukt der Aluminiumproduktion aus der Bayerlauge gewonnen. 2012 wurden auf diesem Weg etwa 32.000 ± 3.200 kg Gallium gewonnen. Da nur siebzig Prozent gewinnbarem Gallium entsprechen, gehen der Rest demnach etwa 14.000 ± 2.300 kg als Primärproduktionsabfälle in Form von Rotschlamm verloren. Dies entspricht dem ersichtlich größten Verluststrom über den gesamten Produktionsweg hinweg.
Um die nötige Reinheit für die Verwendung in Zukunftstechnologien zu erhalten, durchläuft das Primärgallium einen Raffinationsprozess. Hier entsteht nach STAN ein vergleichbar kleiner Galliumverlust von 6.900 ± 3.700 kg. Der große Gallium- massenstrom von 63.000 ± 12.000 kg, der aus der Raffination in die verarbeitende Industrie läuft, entsteht dadurch, dass eine vergleichbar große Galliummenge von 40.000 ± 9.200 kg nach STAN aus der verarbeitenden Industrie als Recyclingstrom in
r3-Forschung
die Raffination zurückgeführt wird. Während des Recyclings gehen lediglich drei Pro- zent des ursprünglich eingesetzten Galliums in der verarbeitenden Industrie verloren, welches einer Masse von etwa 2.500 ± 740 kg Gallium entspricht und demnach den geringsten Galliumverlust über den Produktionsweg hinweg ausmacht. In Bild 7 ist das Subsystem Verarbeitende Industrie im Detail aufgeführt um die entstehenden Ströme im System Produktion besser nachvollziehen zu können.
Bild 7: Stoffstrommodell des Subsystems Verarbeitende Industrie
Vom Subsystem Verarbeitende Industrie gehen drei Massenströme ab. Zwei dieser Ströme sind Produktionsabfälle und demnach Verluste. Der dritte und weitaus größte Galliummassenstrom entspricht dem Recyclingstrom, welcher 40.000 ± 9.200 kg aus- macht. Demnach macht das recycelte Gallium bzw. Sekundärgallium fast fünfzig Pro- zent des eingesetzten Galliums in der Verarbeitenden Industrie aus. Allerdings verlässt der zweitgrößte Galliumverluststrom der gesamten Produktion das System ausgehend vom Subsystem. Dieser Verlust entsteht während der letztendlichen Chipproduktion.
Bei der Entfernung oder Reduzierung der Substratdicke bzw. des Wafers, welcher das meiste Gallium enthält. Dieser Strom macht einen Verlust von 11.000 ± 2.400 kg aus und ist damit geringfügig kleiner als Verluststrom über den Rotschlamm während Bild 6: Stoffstrommodell des Systems Produktion
r3-Forschung
der Primärproduktion. Trotz eines erheblichen Recyclingstroms während der Wafer Herstellung, fallen Produktionsabfälle an, die dem Recycling nicht mehr zugeführt werden. Diese machen 8.200 ± 1.900 kg aus. Letztendlich sind nur etwa acht Prozent des eingesetzten raffinierten Galliums in Form von Chips in den Elektrogeräten enthalten.
Dem gesamten System Produktion sind 2012 einen Gesamtverlust von 43.000 ± 4.700 kg zuzuschreiben, dies entspricht etwa 93 % des Gallium-Input ins System. Dieses führt zu einem Lagerzuwachs. Da der Lagerbestand der Vorjahre nicht bekannt ist, wurde in dieser Arbeit nur die Lageränderung ermittelt. Um eine direkte Vergleichbarkeit der Verluste innerhalb des Systems Produktion gewährleisten zu können, sind diese anteilig im Kreisdiagram in Bild 8 dargestellt. Die größten Galliumverluste mit 33 ± 5 % der Verluste im System Produktion entstehen während der Primärproduktion, gefolgt von der Chipproduktion mit 26 ± 5 % und der Wafer Produktion mit 19 ± 5 %.
Die geringsten Verluste entstehen bei der Raffination, welche 16 ± 9 % der Verluste ausmachen, und beim Recycling mit 6 ± 2 %.
Primärproduktion 33 % ± 5 %
Wafer-Produktion 19 % ± 5 %
Raffination 16 % ± 9 % Chip-Produktion
26 % ± 5 %
Recycling 6 % ± 2 %
Bild 8: Anteile der Galliumverluste im System Produktion
2.2.2. Stoffstrommodell des Systems Abfallmanagement Die in STAN eingegebenen Daten und Unsicherheiten zum Abfallmanagement von Gallium ergeben das in Bild 9 aufgeführte Modell.
Das System Abfallmanagement besteht aus fünf Prozessen wobei ein Prozess eine Senke für alle Galliumverluste innerhalb des Abfallmanagement repräsentiert.
Die Galliummengen des Systems Abfallmanagement liegen hauptsächlich eigenen Berechnungen mit Zusammensetzung gemischter Sammelgruppen, Gerätegewich- ten, Gerätezusammensetzung und den Galliumgehalt relevanter Bauteile zugrunde.
Demnach sind in den Prozessen des Modells Abfallmanagement jeweils die Summen der Galliumgehalte der einzelnen Gerätetypen und Mengen aufgetragen, welche un- terschiedlichen Transferkoeffizienten zugrunde liegen. Um die Herkunft der genauen Galliumteilströme innerhalb der Prozesse sichtbar zu machen, sind diese in mehreren Sankey-Diagrammen detailliert aufgeführt.
r3-Forschung
Nicht erfasst entspricht der gesamten Menge an Altgeräten, die nicht der getrennten Sammlung zukommt und über die örE oder Hersteller und Händler gesammelt wor- den ist. Dieser Verlust setzt sich zusammen aus Verlust über Hausmüll, Lagerung von Altgeräten in Haushalten ohne sich denen zu entledigen und den Geräten, die über informelle Wege entsorgt werden, und demnach nicht dem formellen Sektor bzw. der offiziellen Sammlung zugeführt werden.
Die Zuordnung der Galliumströme zu Gerätetypen in der Generierung von EAG und die daraus folgenden Verluste über die Erfassung wird in Bild 10 visualisiert. Hierbei handelt es sich ausschließlich um leiterplattengebundene Galliummengen.
Bild 9: Stoffstrommodell des Systems Abfallmanagement für Sammelgruppe 3
Bild 10: Erfasste und nicht erfasste Galliummenge aus Leiterplatten für Sammelgruppe 3
r3-Forschung
Es ist festzustellen, dass über nicht erfasste Mobiltelefone das meiste Gallium im System verloren geht. Dies entspricht einer Menge von etwa 281 kg. In der Größenordnung befindet sich kein anderer Gerätetyp. Der nächsthöhere Galliumverlust liegt bei 29 kg und entspricht der Menge an nicht erfassten Desktop PCs. Alle weiteren Verluste befinden sich zwischen 0,5 kg für DVD-Player und 5,5 kg für Videospiele/Konsolen.
Bild 11: Erfasste und nicht erfasste Galliummengen zu LEDs für Geräte aus Sammelgruppe 3 Für gerätegebundene LEDs sind keine derart großen Unterschiede zu erkennen. Die Zuordnung der resultierenden Galliumströme aus den drei betrachteten Gerätetypen in der Generierung von EAG und den daraus folgenden Verlusten über die Erfassung ist in Bild 11 dargestellt. Hier sind die Verluste von allen drei Gerätetype in ähnlicher Größenordnung. Diese liegen zwischen 1,3 kg und 2,5 kg.
Aus Leiterplatten und LEDs entsteht zusammengefasst ein Verlust von 400 ± 200 kg Gallium, welcher nicht mehr über die Sammlung erfasst wird. Dies macht ebenfalls im gesamten System Abfallmanagement den größten Verluststrom aus.
Die gesamten über gerätegebundene Leiterplatten und LEDs erfassten Galliummengen lassen sich gemäß Bild 12 den Gerätetypen anteilig zuzuordnen.
Notebook PC 8 %
Digitalkamera 1 %
DVD-Player 1 % Radio/Recorder 9 %
Mobiltelefon 43 % Camcorder 2 % Desktop PC 14 %
VCR 7 %
Drucker 6 % Videospiele/Konsole
7 % TV 2 %
Bild 12: Gerätespezifische Zuordnung erfasster Galliummengen für Sammelgruppe 3
Die höchsten Galliummengen werden demnach mit 43 % des erfassten Galliums über die Fraktion Mobiltelefone bezogen und mit 14 % Desktop PCs.
r3-Forschung
In Bild 13 und Bild 14 sind die jeweiligen Galliumverluste und -ströme der Gerätearten, von der Sammlung an beginnend, aufgeführt. Die gesamte Menge der betrachteten gesammelten Geräte entspricht etwa 15 % der Sammelgruppe drei. Hierbei handelt es sich zum einen in Bild 13 um Leiterplatten und zum anderen Bild 14 um LEDs aus Hintergrundbeleuchtungen. Von der Sammlung gelangt die gesamte erfasste Menge zu einhundert Prozent über in die Demontage und mechanische Aufbereitung. Es wer- den keine Verlustströme über den Informellen Sektor vom Transport zur Demontage berücksichtigt. Die während der Demontage anfallenden Verluste entstehen durch falsche Zuordnung der Leiterplatten und LEDs eines spezifischen Konzentratstroms sowie durch austretende Stäube während der mechanischen Aufbereitung. Sie werden durch eine ungeeignete Vorbehandlung verursacht. Von der Demontage und mecha- nischen Aufbereitung gehen Konzentratströme in die Verwertung, die metallurgische Prozesse zur Rückgewinnung der Rohstoffe einschließt. Da allerdings kein Gallium aus den betrachteten Altgeräten zurückgewonnen wird und die Thermodynamik des Prozesses nicht für dessen Rückgewinnung ausgelegt ist, gehen an dieser Stelle ein- hundert Prozent des Galliums verloren. Bisher ist nur ein Recyclingweg von Gallium aus CIGS von Umicore bekannt.
Wie in Bild 13 zu sehen, entspricht auch hier die Mobiltelefonfraktion dem größten Verlust mit 12,9 kg. Alle weiteren Geräte liegen bei einem Galliumverlust von 0,3 kg bis maximal 5 kg. Da Gallium aus EAG nicht zurückgewonnen wird, entspricht der gesamte Galliumstrom aus der Verwertung gleich dem Verluststrom.
Desktop PC: 10 kg Notebook PC: 5 kg
VCR: 6 kg
DVD-Player: 0 kg Radio/Recorder: 7 kg Drucker: 5 kg Mobiltelefon: 33 kg Digitalkamera: 1 kg Camcorder: 2 kg Videospiele/
Konsolen: 6 kg
Desktop PC: 6 kg Notebook PC: 2 kg
VCR: 2 kg
DVD-Player: 0 kg Radio/Recorder: 2 kg Drucker: 2 kg Mobiltelefon: 20 kg Digitalkamera: 0 kg Camcorder: 1 kg Videospiele/
Konsolen: 2 kg
Verwertung Demontage und
mechanische Aufbereitung Sammlung
Desktop PC Notebook PC VCR DVD-Player Radio/Recorder Drucker Mobiltelefon Digitalkamera Camcorder Videospiele/Konsolen
Desktop PC: 4 kg Notebook PC: 3 kg
VCR: 3 kg
DVD-Player: 0 kg Radio/Recorder: 5 kg Drucker: 3 kg Mobiltelefon: 13 kg Digitalkamera: 0 kg Camcorder: 1 kg Videospiele/
Konsolen: 3 kg
Bild 13: Gerätespezifische Galliummengenströme ab der Sammlung (Leiterplatten) für Sammel- gruppe 3
r3-Forschung
Die LEDs fließen mit einhundert Prozent Verlust ab der Demontage in die Berech- nung von STAN ein. Da kein spezieller LED-Konzentratstrom existiert geht folglich das Gallium an dieser Stelle verloren. Hierbei handelt es sich um einen Galliumverlust von 3,7 kg. Auch hier sind die Verluste mengenmäßig ausgeglichen und befinden sich untereinander in der gleichen Größenordnung, trotz ungleicher LED Anzahl je Pro- dukt. Dies ist in Bild 14 zu sehen.
Zusammengefasst entsteht ein Verlust von 40 ± 8 kg für den Prozess der Demontage und mechanischen Aufbereitung. Dieselbe Menge entspricht auch dem Verlust aus der Verwertung.
TV: 1 kg
PC-Monitore: 1 kg Notebooks: 1 kg
Sammlung TV
PC-Monitore Notebooks
Demontage und mechanische Aufbereitung
Verlust
Bild 14: Gerätespezifische Galliummengenströme ab der Sammlung für geräteintegrierte LED
Für eine Vergleichbarkeit der Verluste im System Abfallmanagement sind diese anteilig im Kreisdiagramm in Bild 15 dargestellt.
Der ersichtlich größte Verlust an Gallium ist der mangelnden Erfassung zu verschulden und liegt bei 79 ± 53 % des Gesamtverlusts an Gallium im Abfallmanagement. Die Verluste während der Demontage und mechanischen Aufbereitung liegen mit jeweils 11 ± 2 % gleich auf.
Demontage und mechanische Aufbereitung 11 % ± 2 % Verwertung 11 % ± 2 % EAG Generierung/
Erfassung 79 % ± 53 %
Bild 15:
Anteile der Galliumverluste im System Abfallmanagement
r3-Forschung
2.2.3. Schlussfolgerungen
Die Ergebnisse der Analyse zeigen, dass sowohl während des Produktionsweges als auch im Abfallmanagement erhebliche Galliumverluste entstehen. 43.000 ± 4.700 kg, demnach 93 ± 11 % der Rohstoffkapazität in Ingal Stade GmbH, gehen über den gesamten Produktionsweg hinweg verloren, so dass lediglich etwa sieben Prozent als galliumhaltige Bauteile u.a. in Elektrogeräten in die Geräteproduktion gelangen. Der größte Anteil, der etwa 33 ± 5 % der Verluste ausmacht, geht bei der Primärprodukti- on über den Rotschlamm verloren. In diesem Segment der Produktion besteht somit besonderer Handlungsbedarf den Herstellungsprozess zu optimieren bzw. Recycling von Gallium aus Rotschlamm zu fördern. Die Chip- und Waferproduktion besitzen die nächsthöheren Verlustquoten mit etwa 26 ± 5 % und 19 ± 5 %, so dass auch hier erheblicher Optimierungsbedarf besteht. Ein Fokus sollte auf die Optimierung der Abwasserbehandlungssysteme zur Rückgewinnung liegen, da in dem Abwasser das meiste Gallium verbleibt.
Im Vergleich zum Produktionsweg sind Galliumströme im Abfallmanagement wesent- lich komplexer und in deutlich geringeren Mengen vorzufinden. Dieses ist auf dem bislang geringen Rücklauf der Produkte begründet.
Im Abfallmanagement gehen insgesamt 400 ± 200 kg verloren. Dies entspricht einem Verlust von einhundert Prozent innerhalb dieses Systems, da bisher kein Recycling bzw. keine Rückgewinnung von Gallium aus EAG praktiziert wird. Mit einem Anteil von 79 ± 53 % des Verlustes im Abfallmanagement, ist es ratsam, die Erfassungsquote von galliumhaltigen Altgeräten zu erhöhen. Hierbei spielt die Erfassung von Mobil- funktelefonen eine besondere Rolle, da etwa 43 % der erfassten Galliummenge über gesammelte Mobilfunktelefone bezogen werden. Eine intensivere Öffentlichkeits- und Aufklärungsarbeit sowie neue Sammelsysteme können die Erfassungsquote erhöhen.
Mit zunehmender Erfassung wird auch das Gallium Recycling wirtschaftlicher. Da bisher keine Rückgewinnung praktiziert wird, besteht im Segment der galliumorien- tierten Recyclingtechnologien erheblicher Forschungsbedarf.
3. Technische Ansätze zur Rückgewinnung von galliumhaltigen Bauteilen
Um technische Maßnahmen zum End-of-Life Galliumrecycling zu entwickeln, wurden weitere Trennuntersuchungen an einem galliumhaltigen Bauteil durchgeführt. Hier- für wurden exemplarisch ausgewählte Hochfrequenzchips eingehend untersucht, um daraus Empfehlung von möglichen Recyclingwegen abzuleiten.
3.1. Durchführung/Methoden
Es wurden drei verschiedene Hochleistungschips für die üblichen Mobilfunkstan- dards untersucht. Diese finden üblicherweise Anwendung in modernen Smartphones, Mobiltelefonen, Tablets usw. Da diese Bauteile aus Elektroaltgeräten nicht einfach zu
r3-Forschung
separieren sind, wurden bestimmte Chiptypen als einzelnes Bauteil gekauft. In Tabelle 3 sind die Typenbezeichnungen der jeweiligen Modellnummern zugeordnet und die Anzahl an untersuchten Chips sowie der Hersteller angegeben.
Tabelle 3: Anzahl und Zuordnung der untersuchten Chips
Chiptyp Hersteller Modellnummer Spezifikationen Anzahl
Typ 1 TriQuint TQM7M9053 Quad-Band GSM-EDGE and Tri-Band W/CDMA/HSPA+/LTE 4 Typ 2 TriQuint TQM7M5012 Quad-Band GSM850/GSM900/DCS/PCS Power Amplifier Module 3 Typ 3 Skyworks SKY77544 Quad-Band GSM / GPRS / EDGE – Triple-Band WCDMA 2
Gesamt – – 9
Die Bauteile konnten nicht mechanisch geöffnet werden und wurden daher thermisch vorbehandelt. Hierfür wurden die Proben bei 250 °C für 110 min und 550 °C für 360 min im Muffelofen erhitzt, um das Kunststoffgehäuse anschließend aufbrechen zu können.
Der thermische Aufschluss ergab klar differenzierte Baugruppen im Chip (Bild 16).
Für die anschließende Elementanalyse wurden visuell unterschiedliche Fraktionen aus den thermisch behandelten Chips mit einer Pinzette sortiert und ersichtlich ähnliche bzw. gleiche, form- und farbähnliche Bauteile zusammengelegt.
Die Fraktionen wurden drei bzw. vier Kategorien zugeordnet:
1. Isolation mit Kupferverbindungen 2. Metallplatte (Rückseite des Chips) 3. Elektronische Baugruppe (Chips) 4. Sonstige
Sonstige entspricht der Fraktion, die nicht visuell zugeordnet werden konnte bzw. nicht definierbar war.
Bild 16: Fraktionierung des Chips mittels Spitzzange
Die sortierten Fraktionen wurden verwo- gen und mittels einer Röntgenfluoreszenz- analyse (Thermo Fisher/Analyticon XL3 Air) gemessen, um die Hauptinhaltstoffe jeder Fraktion zu bestimmen. Durch diese Methode kann der größte Teil der übli- cherweise eingesetzten Elemente ermittelt werden. Eine Bestimmung der leichten Elemente ist ab Magnesium/Aluminium möglich. Durch eine angepasste Software können schwere Elemente bis Blei sowie die Lanthanoide bis Neodym gemessen werden.
r3-Forschung
3.2. Ergebnisse
3.2.1. Physikalische und mechanische Eigenschaften
In Bild 17 sind die untersuchten Chips dargestellt. Von links nach rechts befinden sich dort aufgezeigt Typ 1, Typ 2 und Typ 3. Sie besitzen jeweils eine Vorderseite aus Kunststoff mit der jeweiligen Artikelbezeichnung und eine metallische Rückseite. Dem Bild ist ebenfalls die Größe der Chips mit unter 1 cm² zu entnehmen.
Bild 17: Übersicht der untersuchten Chiptypen
In Tabelle 4 sind die physikalischen Eigenschaften der Chips aufgeführt.
Einheit Typ 1 Typ 2 Typ 3
Gewicht mg 85 61 82
Physikalische Länge mm 7,5 5 6
Größen Breite mm 5 5 6
Dicke mm 0,9 1 0,9
Unbehandelt Sehr stabil Sehr stabil Sehr stabil Stabilität Nach thermischer Sehr gutes Mittelmäßiges Sehr gutes
Behandlung Herauslösen der Herauslösen der Herauslösen der Fraktionen Fraktionen Fraktionen Durch thermische
Gewichtsverlust Behandlung % 14,4 8,7 11,6
Durch Bearbeiten
(Überführung) % 6,1 5,5 3,3
Isolation mit
1 1 1 Kupferverbindungen
Anzahl Fraktionen Metallplatte
bei Sortierung (Rückseite Chip) 1 1 1
Elektronische
Baugruppe 1 1 5
Sonstige 1 1 –
Tabelle 4: Physikalische und mechanische Eigenschaften der untersuchten Chips
r3-Forschung
Die innere Struktur der Chips weist mit vielen Einzelteilen und Verbindungen einen relativ komplexen Aufbau auf. Unter den einzelnen Chiptypen sind auf den Aufbau bezogen keine großen Ähnlichkeiten aufzuweisen bis auf die Komplexität.
In Tabelle 5 befindet sich eine Übersicht über die Zuordnung der isolierten Frakti- onen aus den Chips. Die Zuordnung dient der Übersicht, um im späteren Verlauf konkretisieren zu können, welche Fraktionen isoliert werden müssen, um Gallium aufzukonzentrieren.
Bild 18 zeigt die Unterschiede der jeweils isolierten Fraktionen aus den Chips Typ 1 und Typ 2. Typ 3 unterscheidet sich optisch kaum von Typ 1. Allerdings konnten mehrere Untergruppen für die elektronischen Baugruppen unterschieden werden.
Elementbestimmung mit RFA Die heraussortierten Fraktionen der Chiptypen wurden mittels RFA auf Ihre Elemente untersucht. Im Ganzen zeigten die Messergebnisse, dass die Chips bzw. deren Fraktionen eine Vielzahl von Elementen, darunter auch größere Anteile Edelmetalle, enthalten.
Unter dieser Vielzahl an Elementen, die überwiegend in sehr geringen Konzentratio- nen gemessen worden sind, wurde eine Auswahl von sechs Elementen zur genaueren Betrachtung ausgesucht. Diese sind Kupfer, Gallium, Germanium, Arsen, Silber und Gold. Die in Bild 19 angegebenen Gehalte entsprechen den prozentualen Anteilen der jeweiligen Fraktion.
In jedem Chiptyp ist mindestens eine Fraktion mit einem Anteil zwischen 25–32 % Gallium bzw. 20–28 % Arsen. Diese entspricht der elektronischen Baugruppe. Sie lie- gen immer im selben Verhältnis zueinander vor. Aus Typ 1 und Typ 2 wurde eine Ga/
As-reiche Fraktion isoliert, aus Typ 3 sind es zwei. Gallium wurde in sechs Fraktionen gemessen von denen vier Fraktionen zwischen 25–34 % lagen. Ein weiteres sehr wichti- ges Element, welches eine noch kritischere Versorgungsknappheit als Gallium aufweist, ist Germanium. In neun Fraktionen wurde Germanium gemessen. Allerdings kann man hier nicht von einer germaniumreichen Fraktion sprechen, da sich die Gehalte zwischen 0,15–0,6 % befinden.
Die größte Kupferfracht ist bei allen Chips in der metallischen Rückseite (T1-2, T2-2, T3-2) zu finden. Gewisse Anteile ließen sich auch in der Isolation mit Kupfer- verbindungen (T1-1, T2-1, T3-1) wiederfinden. Gallium und Arsen können jeweils
Isolation mit Metallplatte Elektronische Sonstige
Kupferverbindungen Rückseite Baugruppe
Typ 1 T1–1 T1–2 T1–3 T1–4
Typ 2 T2–1 T2–2 T2–3 T2–4
T3–3
Typ 3 T3–1 T3–2 [T3–3.1, T3–3.2, T3–3.3, –
T3–3.4, T3–3.5]
Tabelle 5: Bezeichnung der isolierten Fraktionen aus den Chips
r3-Forschung
der elektronischen Gruppen zugeordnet werden, die ebenfalls in allen Chips isoliert werden konnten (T1-3, T2-3, T3-3.2, T3-3.5).
In allen drei Chiptypen ließ sich durch eine manuelle Sortierung eine GaAs-reiche Frak- tion erzeugen. Diese entspricht in allen Fällen der Fraktion Elektronische Baugruppe.
Die galliumreiche Fraktion besitzt als charakteristisches Merkmal eine leicht golden schimmernde Färbung. Ebenfalls kommen die wirtschaftlich relevanten Elemente Gold und Kupfer in dieser Fraktion in größeren Mengen vor, so dass geprüft werden muss, ob die gemeinsame Rückgewinnung dieser Metalle in Kombination möglich ist.
Über die Fraktionsmassenanteile und deren jeweiligen Elementmassenanteile wurden Stückmassen berechnet die als theoretisches Recyclingpotential angesehen werden (Tabelle 6). Allerdings entspricht dieses nur einer groben Näherung, da die Messsicher- heit mit der RFA beschränkt ist, Proben nur punktuell oberflächlich gemessen wurden und u. U. Überführungsverluste aufgetreten sind, die hier nicht berücksichtigt sind.
Bild 18:
Vergleich der isolierten Frakti- onen aus den Chips Typ 1 und Typ2
r3-Forschung
In Bezug auf den Kupfergehalt unterscheiden sich die drei Chiptypen nicht signifikant.
Kupfer hat in allen Proben die größte Metallfracht. Bei Typ 1 kommt Gallium und Arsen zusammen als nächst höhere Menge, wobei Typ 3 nur geringfügig Gallium und Arsen enthält. Im Gegenzug dazu weist er zumindest einen etwas höheren Goldanteil auf.
Typ 2 besitzt jedoch von allen das meiste Gold, welches nach Kupfer die massenmäßig zweit relevanteste Menge aufweist. Er besitzt trotzdem noch den höchsten Gehalt an Gallium 1,8 mg.
Bei zwei von drei Chips überwiegt allerdings der Goldanteil, bei Typ 3 um 0,28 mg und bei Typ 2 sogar um 0,52 mg mehr als Gallium.
3.2.2. Schlussfolgerungen Es wurde festgestellt, dass mit einer thermischen Vorbehandlung der Chips, das Iso- lieren von Fraktionen ohne großen Aufwand möglich war. Es konnten zwischen vier und sieben Fraktionen ermittelt werden die sich in Isolation mit Kupferverbindungen, Bild 19: Anteile an Cu, Ga, Ge, As, Ag und Au in den Fraktionen je Chiptyp
Gehalte
%
0 70
60
50
40
30
20
10
Cu Ga Ge As Ag Au
T1-1 T1-2 T1-3 T1-4 T2-1 T2-2 T2-3 T2-4 T3-1 T3-2
T3-3
T3-3.1 T3-3.2 T3-3.3 T3-3.4 T3-3.5
Masse Cu Ga Ge As Ag Au Chip
mg/Stück
Typ 1 85 15,3 1,3 <0,1 1,2 <0,1 0,6 Typ 2 61 12,9 1,8 <0,1 1,3 0,1 2,3 Typ 3 82 12,9 0,9 <0,1 0,8 0,3 1,2
Tabelle 6:
Massen an Cu, Ga, Ge, As, Ag und Au pro Chip
r3-Forschung
Metallplatte Rückseite, Elektronische Baugruppe und Sonstige einteilen ließen. Die Ele- mentanalyse mittels RFA zeigt, dass in den Chips eine Vielzahl an Stoffen enthalten ist.
Dies spricht für ein komplexes Produkt und erschwert für gewöhnlich das Recycling.
Hauptelemente im Bauteil sind Kupfer, Gallium, Arsen und Gold. Die Fraktion Isola- tion mit Kupferverbindungen wies zum Teil Anteile von über siebzig Prozent Kupfer auf. Galliummassenanteil lag in der Fraktion Elektronische Baugruppe bei allen drei untersuchten Chips bei 20–35 Gew.-%, so dass bewiesen ist, dass eine Separation und Anreicherung des Galliums in einer Zielfraktion zumindest teilweise möglich ist. Jedoch ist zu berücksichtigen, dass die Kupfer- und Goldmassenanteile in derselben Fraktion als relevant einzustufen sind. Daher müsste das Konzentrat zur Galliumrückgewinnung weiter selektiv getrennt werden, da über die Einspeisung in die traditionelle Kupferroute zwar das Gold rückgewonnen werden kann, jedoch das Gallium in der Schlackephase verbleibt. In der Kupferroute ist auch Arsen als unerwünschtes Störelement zu beachten.
4. Ausblick
Die aktuellen geringen Anteile an galliumhaltigen Bauteilen auf Leiterplatten führen in der konventionellen Recyclingkette zu einer starken Elementverdünnung in der Schlacke. Somit ist eine Rückgewinnung ohne selektive Separierung galliumreicher Bauteile und nachfolgender spezifischer Behandlung nicht möglich. Insbesondere Mobiltelefone und zukünftig auch Tablets sind wichtige Galliumträger, die aktuell über vierzig Prozent der Galliumfracht der Sammelgruppe drei Geräte ausmachen.
Im Rahmen des Projektes UPgrade wurde nachgewiesen, dass identifizierte und sepa- rierte galliumhaltige Bauteile durch einen thermischen Aufschluss und anschließender Sortierung u.a. in ein galliumreiches Konzentrat getrennt werden können. Dieses muss jedoch weiter aufbereitet werden, um eine selektive Trennung von Gallium von der Kupfer-/Goldmatrix zu erreichen. Arsen als problematisches Störelement ist bei der weiteren Verfahrensentwicklung näher zu untersuchen.
Den Potentialen sind möglichen Barrieren für ein erfolgreiches End-of-Life Recy- cling gegenüber gestellt worden, um einerseits die technische Machbarkeit, aber auch die Wirtschaftlichkeit abschätzen zu können. Hierbei spielen die Identifizierung der zielmetallführenden Bauteile sowie die Separierbarkeit eine Rolle. Nebenmetalle, die zwangsläufig mit abgetrennt werden, beeinflussen den Aufwand für die Aufkonzentra- tion bzw. der Zwischenschritte. Eine Analyse für die Beispiele Gallium in Galliumchips und in LED ist in Tabelle 7 dargestellt. Gallium zeigte von allen im Projekt UPgrade untersuchten Zielmetallen das geringste Potential für eine baldige Etablierung wirt- schaftlicher Recyclingwege.
Als Chance für ein erfolgreiches End-of-Life Recycling ist zu bewerten, dass, wie in Kapitel drei dargestellt, durch die in Deutschland angesiedelte Primärproduktion auch signifikante, die End-of-life Mengen deutlich übersteigende, Produktionsabfallmengen entstehen und bislang nur begrenzt genutzt werden. Die Entwicklung einer Infra- struktur für Produktionsabfallrecycling kann künftig auch die Möglichkeit eröffnen, Konzentrate aus der Behandlung von EAG mitzubehandeln.
r3-Forschung Tabelle 7: Analyse von Barrieren für das Recycling von wirtschaftsstrategischen Metallen aus
Elektro- und Elektronikaltgeräten am Beispiel von Gallium
Danksagung Wir danken dem Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) für die Förderung der Arbeiten, auf denen diese Publikation basiert (UPgrade – Projekt Referenznummer 033R087A).
Des weiteren möchten wir allen direkten und indirekten Partnern aus dem Projekt UPgrade für die spannende und bereichernde Mitarbeit danken.
Barrieren LED Ga Chips
Durch physikalische Grundprinzipien, werden Ga-Verbindungen für
Andere Technologien sind auf dem Wechsel im Produktdesign weiße LEDs immer gebraucht Markt; hier zunehmende Substitution
Ausnahme ist hier ein vollständiger z.B. durch Siliziumtechnologien Technologiewechsel; z. B. OLED
Fehlende Produktinformation nicht notwendig (s. o.) Keine Erkennbarkeit und Labeling
Fehlende Identifikations- keine eindeutige Kennzeichnung für
technologie unterschiedliche Dotierungselemente
der Ga-haltigen Chips Dissipation im Produktdesign geringe eingesetzte Mengen geringe eingesetzte Mengen geringe Sammelquoten Relevante Geräte werden (noch) in zu geringen Mengen erfasst (Mobiltelefone, wertstoffrelevanter Geräte Smartphone, Tablet, etc.)
Aktuell (noch) geringe Geringe Erfassung verknüpft mit niedrigen Massenanteilen im Gerät Rücklaufmengen
Reduktion der Rücklaufmenge Absehbar steigend
Aufwand für Aufschluss Machbar, aber aufwendig und schlecht automatisierbar Separierbarkeit nach Aufschluss
Mechanische Trennung bei Erste Erkenntnisse im UPgrade Komplexer Verbund Legierungen, chemischen Bei- Projekt waren positiv
mengungen, Beschichtungen
Endverwertungsverfahren Kein Abnehmer vorhanden am Markt
Energie- und Chemikalien-
bedarf für thermische und Hoher Bedarf
chemische Trennung
Zusammensetzung der Ga Konzentration sehr niedrig; Cu Hauptbestandteil;
Hauptmaterialien As ist Störstoff in der Metallurgie Recyclingkonflikte mit
anderen (wertmäßig Edelmetalle auf Leiterplatten relevanteren) Materialien
Recyclingkonflikte mit
In einigen LEDs As
Schadstoffen
Fehlende finanzielle Anreize Menge so klein, dass Materialwert sehr niedrig (Materialwert)
Geringe Gesamtmenge des
LED und ICs sind die Hauptanwendungen von Ga Zielmetalls
r3-Forschung
5. Literatur
[1] Angerer, G.; Marscheider-Weidemann, F.; Lüllmann, A.; Erdmann, L.; Scharp, M.; Handke, V., Marwede, M.: Rohstoffe für Zukunftstechnologien, 2. Auflage. ed. Fraunhofer IRB Verlag, Stuttgart, 2009
[2] Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktortechnik, 2015. Elektroaltgeräte 2013. URL http://www.umweltbundesamt.de/themen/abfall-ressourcen/produktverantwor- tung-in-der-abfallwirtschaft/elektroaltgeraete (Stand 29. Mai 2015).
[3] Chancerel, P.; Rotter, V. S.; Ueberschaar, M.; Marwede, M.; Nissen, N. F.; Lang, K.-D.: Data availability and the need for research to localize, quantify and recycle critical metals in infor- mation technology, telecommunication and consumer equipment. Waste Manag. Res. 31, 3–16.
doi:10.1177/0734242X13499814, 2013
[4] Ciacci, L.; Reck, B. K.; Nassar, N. T.; Graedel, T. E.: Lost by Design. Environ. Sci. Technol. 49, 9443–9451. doi:10.1021/es505515z, 2015
[5] Drobe, M.; Killiches, F.: Vorkommen und Produktion mineralischer Rohstoffe ‒ ein Länderver- gleich, 2014
[6] Liedtke, M.: Personal contact, 2015
[7] Matthes, F.: Seltene Metalle Band I: Beryllium, Bor, Cäsium, Gallium, Germanium, Hafnium Von Willy Schreiter, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1960. 217 Seiten, 5 Bilder, 53 Tabellen und 25 Stammbäume. Preis Kid. 22,- DM. Zeitschrift für Chemie 1, 382–383.
doi:10.1002/zfch.19610011215, 2010
[8] Oguchi, M.; Murakami, S.; Sakanakura, H.; Kida, A.; Kameya, T.: A preliminary categorization of end-of-life electrical and electronic equipment as secondary metal resources. Waste Manag.
31, 2150–60. doi:10.1016/j.wasman.2011.05.009, 2007
[9] Otto, S.: Stoffflussanalyse und Recyclingpotenzial von Gallium am Beispiel von Hochfrequenz- Chips. Technische Universität Berlin, 2015
[10] Roskill, 2012. Tantalum: Market Outlook to 2016, Roskill
[11] U.S. Geological Survey: Mineral Commodity Summaries: Gallium, 2015
[12] UNEP – International Resource Panel: Recycling rates of metals: A status report. UNEP – In- ternational Resource Panel, 2011
[13] Wittmer, D.; Scharp, M.; Bringezu, S.; Ritthoff, M.; Erren, M.; Lauwig, C.; Giegrich, J.: Umwelt- relevante metallische Rohstoffe, 2011
[14] Zhao, Z.; Yang, Y.; Xiao, Y.; Fan, Y.: Recovery of gallium from Bayer liquor: A review. Hydrome- tallurgy 125-126, 115–124. doi:10.1016/j.hydromet.2012.06.002, 2012
Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.dnb.de abrufbar
Karl J. Thomé-Kozmiensky, Daniel Goldmann (Hrsg.):
Recycling und Rohstoffe – Band 9
ISBN 978-3-944310-27-5 TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky
Copyright: Professor Dr.-Ing. habil. Dr. h. c. Karl J. Thomé-Kozmiensky Alle Rechte vorbehalten
Verlag: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky • Neuruppin 2016
Redaktion und Lektorat: Professor Dr.-Ing. habil. Dr. h. c. Karl J. Thomé-Kozmiensky, Dr.-Ing. Stephanie Thiel, M.Sc. Elisabeth Thomé-Kozmiensky
Erfassung und Layout: Ginette Teske, Sandra Peters, Janin Burbott-Seidel, Claudia Naumann-Deppe, Anne Kuhlo, Carolin Bienert, Gabriele Spiegel Druck: Universal Medien GmbH, München
Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funk- sendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfältigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9.
September 1965 in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig.
Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes.
Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürfen.
Sollte in diesem Werk direkt oder indirekt auf Gesetze, Vorschriften oder Richtlinien, z.B. DIN, VDI, VDE, VGB Bezug genommen oder aus ihnen zitiert worden sein, so kann der Verlag keine Gewähr für Richtigkeit, Vollständigkeit oder Aktualität übernehmen. Es empfiehlt sich, gegebenenfalls für die eigenen Arbeiten die vollständigen Vorschriften oder Richtlinien in der jeweils gültigen Fassung hinzuzuziehen.
