По данным Федерального министерства окружающей среды (Umweltbundesamt), немцы ежедневно потребляют около 200 кг сырья на человека. Значит, на первом месте немцы.
Это не только наносит ущерб окружающей среде, но и опасно для международной конкурентоспособности Германии. Как страна, бедная сырьем, Германия должна взять на себя обязательство по всестороннему сбережению ресурсов. Новые и эффективные методы рециркуляции — один из вариантов, позволяющих стать более независимыми от импортного сырья, которое дорого и дефицитно. Эксперты Fraunhofer установили важные принципы последовательной переработки и замкнутого производства в рамках передового проекта молекулярной сортировки для повышения эффективности использования ресурсов.
Они представят на IFAT новые методы, которые облегчают переработку драгоценных металлов, редкоземельных элементов, стекла, дерева, бетона, а также фосфора.Recycling 2.0 — идеальное разделение«Процессы разделения первоначально происходят на минимально необходимом уровне, то есть мы опускаемся до молекулярного или даже атомного уровня», — объясняет координатор проекта профессор Йорг Видаски из Института химических технологий Фраунгофера в Пфинцтале, недалеко от Карлсруэ, Германия.
Одним из примеров является процесс биовыщелачивания, который разрабатывается и готовится к коммерческому использованию в Институте межфазной инженерии и биотехнологии им. Фраунгофера IGB в Штутгарте, Германия. Даже небольшие количества драгоценных металлов или редкоземельных элементов могут быть извлечены с помощью этой техники.
Исследователи используют микроорганизмы для преобразования нерастворимых металлических соединений в рудах, шлаках горения или в древесных отходах, насыщенных солями металлов, в водорастворимые соли. Растворенные металлы впоследствии могут быть химически связаны с использованием специализированных полимеров и тем самым выборочно удалены из раствора. Металлы разделяются на третьем этапе.
Эксперты Института исследования силикатов им. Фраунгофера ISC в Вюрцбурге, Германия, работают над процессом извлечения ценного бесцветного стекла из старого листового стекла.Белоснежное стекло обеспечивает максимальную оптическую прозрачность и поэтому используется в фотовольтаике, оптоволоконных кабелях и дисплеях.
Если в стекле присутствуют примеси, такие как железо, его прозрачность падает. «Рост сектора фотоэлектрических систем в настоящее время настолько велик, что ни источники натурального сырья, не содержащего железа, ни количество переработанных материалов из« использованных »фотоэлектрических модулей, например, не достаточны для удовлетворения спроса на высокопрозрачные пластины. стекло в ближайшие десятилетия », — говорит д-р Юрген Майнхардт из ISC. Обычное листовое стекло может быть альтернативным источником сырья. Однако содержание железа в этом стекле слишком велико. Исследователи разрабатывают процесс, с помощью которого атомы железа могут быть извлечены непосредственно из жидкого стекла при нагревании примерно до 1500 градусов Цельсия.
Разумное повторное использование древесных отходов
Переработка древесины в Германии все еще находится на начальной стадии. До сих пор только около 33 процентов из примерно восьми миллионов тонн древесных отходов ежегодно используется повторно.
Одной из причин низкого уровня переработки являются немецкие правила в отношении древесных отходов. Они предписывают, что материал, покрытый органическими соединениями, содержащими галогены, или древесина, обработанная консервантами, не может быть повторно использована, за исключением очень ограниченных обстоятельств. Ожидается, что новые методы разделения на молекулярном уровне помогут решить эту проблему без ущерба для мер предосторожности, содержащихся в правилах, касающихся древесных отходов.
Чтобы иметь возможность перерабатывать больше древесных отходов, необходимо идентифицировать присутствующие вредные вещества. Для этого исследователи из Института исследования древесины им. Фраунгофера / Института Виллема Клаудица в Брауншвейге, Германия, использовали различные процессы, такие как спектроскопия в ближнем инфракрасном диапазоне, рентгенофлуоресцентный анализ и спектрометрия ионной подвижности. Как только вредное вещество будет идентифицировано, его также можно будет удалить. «Для очистки древесины, обработанной органическими консервантами для древесины, можно использовать сверхкритические жидкости.
Для отделения или концентрирования тяжелых металлов мы планируем применять влажные химические процессы, а также методы сжигания и пиролиза», — говорит физик Питер Майнльшмидт. в WKI.Переработка бетонаЕжегодно накапливается несколько миллионов тонн строительного мусора.
Однако процесса переработки бетона пока не существует. Исследователи из группы технологий бетона Института строительной физики им. Фраунгофера IBP в Хольцкирхене, Германия, хотят это изменить.
Они работают над «электродинамическим дроблением» — техникой, с помощью которой ультракороткие молнии проходят сквозь бетон. Им удалось разделить бетон на отдельные компоненты — гравий и цемент. Первый важный шаг на пути к переработке старого бетона.Восстановление германия и фосфора
Но ценные материалы извлекаются не только из твердых бытовых отходов. Дымовые газы мусоросжигательных заводов также содержат сырье. Для их извлечения исследователи из Института керамических технологий и систем им.
Фраунгофера IKTS в Дрездене, Германия, разрабатывают специализированные керамические фильтры, с помощью которых определенные составляющие вещества в дымовых газах при температурах выше 850 ° C сначала выборочно отделяются, а затем регенерируются. — Германий, цинк и даже фосфор, например.Но имеют ли смысл эти методы в быстро меняющейся рыночной среде? Партнеры проекта «Молекулярная сортировка» изучили это в своем исследовании.
Их выводы показывают, что это так. Переработка на атомарном уровне, скорее всего, станет экономически целесообразной в будущем.
Не только при политической поддержке, но и как экономически независимая бизнес-модель.