L'Agence fédérale allemande de l'environnement consomme environ 200 kilogrammes de matières premières par habitant et par jour. Cela nous met au sommet du monde. Cela nuit non seulement à l'environnement, mais également à notre compétitivité internationale. En tant que pays pauvre en ressources, l’Allemagne doit s’appuyer sur une utilisation particulièrement prudente des ressources. Des processus de recyclage nouveaux et efficaces sont un moyen de vous rendre plus indépendant de l'importation de matières premières rares et coûteuses. Les experts de Fraunhofer ont jeté les bases importantes du recyclage et de la production en cycles cohérents dans le projet de demain «Tri moléculaire pour l'efficacité des ressources». Au salon IFAT, ils présentent de nouvelles méthodes permettant de recycler les métaux précieux, les terres rares, le verre, le bois, le béton et également le phosphore.

Recycler 2.0 - parfaitement séparé

«Les processus de séparation ont lieu pour la première fois au plus petit niveau requis, c’est-à-dire que nous descendons au niveau moléculaire, voire atomique», explique le coordinateur du projet, le professeur Jörg Woidasky de l’Institut Fraunhofer de technologie chimique ICT à Pfinztal près de Karlsruhe. Un exemple en est la lixiviation de minerai microbien, qui est en cours de développement pour l’Institut Fraunhofer d’ingénierie interfaciale et de biotechnologie IGB à Stuttgart. Cela permet également de récupérer de petites quantités de métaux précieux ou de terres rares. Les chercheurs utilisent des micro-organismes pour convertir des composés métalliques insolubles dans des minerais, des scories d’incinération ou des déchets de bois trempés dans des sels métalliques en sels solubles dans l’eau. Les métaux dissous peuvent ensuite être liés avec des polymères spéciaux et ainsi être éliminés sélectivement de la solution. Dans un troisième temps, les métaux sont séparés.

Des experts de l'Institut Fraunhofer pour la recherche sur le silicate (ISC) à Würzburg travaillent sur un procédé permettant d'extraire du verre plat de haute qualité et sans colorant. Le verre ultra-blanc permet une transmission maximale de la lumière et est donc utilisé dans les systèmes photovoltaïques, les câbles à fibres optiques ou les écrans. Si des atomes étrangers - tels que le fer - se trouvent dans le verre, sa perméabilité diminue. "La dynamique de croissance, en particulier dans le photovoltaïque, est telle que ni les sources de matières premières naturelles, exemptes de fer, ni la quantité de" vieux "modules PV recyclés ne sont suffisantes pour répondre à la demande de verre plat hautement transparent dans les décennies à venir. Jürgen Meinhardt de l'ISC. Une autre source de matières premières pourrait être le verre plat conventionnel. Cependant, la teneur en fer du verre est trop élevée. Les chercheurs développent un procédé permettant d'extraire des atomes de fer directement à partir de la masse fondue liquide 1500-Celsius.

Utiliser intelligemment le vieux bois

En Allemagne, le recyclage du bois en est encore à ses balbutiements: jusqu'à présent, seuls environ 33% des huit millions de tonnes de déchets de bois produits chaque année sont utilisés. La réglementation sur les déchets de bois est une des raisons du faible taux de recyclage. Elle stipule que les matériaux revêtus de composés organohalogénés ou le bois traité avec des produits de préservation du bois ne doivent pas ou très peu être réutilisés. De nouvelles techniques de séparation au niveau moléculaire visent à remédier à cette situation sans compromettre l'idée de précaution de l'ordonnance sur les déchets de bois.

Pour pouvoir recycler plus efficacement les déchets de bois, il faut reconnaître les polluants existants. Des chercheurs de l'Institut Fraunhofer pour la recherche sur le bois - le Wilhelm-Klauditz-Institut, WKI à Braunschweig, ont utilisé diverses méthodes telles que la spectroscopie dans le proche infrarouge, l'analyse par fluorescence X ou la spectrométrie de mobilité ionique. Si le polluant est identifié, vous pouvez également le supprimer. »Le bois traité avec des produits de préservation du bois organiques peut être nettoyé avec des fluides supercritiques. Afin de séparer ou d'enrichir les métaux lourds, nous souhaitons utiliser à la fois des procédés de chimie par voie humide et des procédés de pyrolyse ", a déclaré le physicien Peter Meinlschmidt du WKI.

Recycler le béton

Plusieurs millions de tonnes de déchets de construction sont générées chaque année. Un procédé de recyclage du béton n'existe pas encore. Les chercheurs de l'Institut Fraunhofer pour la physique du bâtiment IBP à Holzkirchen veulent changer cela. Ils reposent sur la «fragmentation électrodynamique», où des éclairs ultracourts sont chassés à travers le béton. Il permet de décomposer le béton en ses composants individuels - le gravier et la pierre de ciment. Une première étape décisive vers le recyclage du vieux béton.

Récupérer du germanium et du phosphore

Mais des matériaux précieux ne peuvent pas seulement être obtenus à partir de déchets solides. Les gaz d'échappement des usines d'incinération de déchets contiennent également des matières premières. Afin d'enrichir cela, les chercheurs du Fraunhofer Institute for Ceramic Technologies and Systems IKTS de Dresde développent des filtres céramiques spéciaux sur lesquels certains constituants des gaz d'échappement sont d'abord séparés sélectivement à des températures supérieures à 850 ° C puis récupérés - par exemple le germanium, le zinc et aussi du phosphore.

Mais ces méthodes développées conviennent-elles réellement à un environnement de marché en rapide évolution? Les partenaires du tri moléculaire ont étudié cette question dans une étude. Votre conclusion est positive. Le recyclage au niveau atomique aura très probablement un sens dans l’avenir. Non seulement si cela est promu politiquement, mais aussi comme un modèle économique indépendant.

Weitere Informationen:
http://www.molecular-sorting.fraunhofer.de