Wir beschäftigen uns mit dem Aufreinigen von Stäuben zur Rückgewinnung von Wertstoffen durch elektrokinetische Verfahren. Hierbei geht es insbesondere um die Rückgewinnung von Edelmetallen aus Staubfraktionen, die beim Recyceln von Elektro- und Elektronikaltgeräten (WEEE) anfallen. Dazu verwenden wir Dielektrophorese, ein Verfahren, das Mikro- und Submikrometerpartikel nach Größe, Form und Material sortieren kann. Ein Anwendungsbeispiel ist die Auftrennung von Schwarzmasse, einem Zwischenprodukt, das bei der Rückgewinnung von Materialien aus Lithium-Ionen-Batterien entsteht. Schwarzmasse wird üblicherweise mittels hydrometallurgischer Verfahren aufgereinigt, was jedoch mit großen Mengen säurehaltigen Abwassers einhergeht; zudem wird das Anodenmaterial Graphit – ein in der EU kritischer Rohstoff – dabei in der Regel nicht zurückgewonnen.

Dielektrophorese ermöglicht eine mechanische Sortierung von Schwarzmasse in zwei Fraktionen: eine, die an Kathodenmaterial reich ist, und eine, die überwiegend Anodenmaterial enthält. Eine solche Vorsortierung erlaubt es, den Säureeinsatz deutlich zu reduzieren (und damit auch das entstehende Abwasservolumen zu verringern), führt prinzipiell zu höheren Recyclingraten und ermöglicht die mechanische Rückgewinnung und Wiederverwertung von Graphit. Die Machbarkeit einer solchen Trennung konnten wir kürzlich für die Abscheidung von Lithium-Eisen-Phosphat von Graphit demonstrieren.

doi.org/10.1021/acsomega.3c04057

doi.org/10.1016/j.rineng.2024.101854