Europa maakt werk van recycling

Europa is voor elektrische producten afhankelijk van buitenlandse metalen. Om die afhankelijkheid te verminderen, wil de EU meer elektronisch afval inzamelen en hergebruiken. De TU Delft ontwikkelde een scheidingstechniek die hieraan bijdraagt.

In het recyclinglab van Civiele Techniek liggen kratten vol printplaten te wachten op verwerking. Ze komen uit radio’s, televisies, versterkers, telefoons en computers. Promovendus Max van Beek heeft een kennersblik ontwikkeld. Vroege printplaten zijn gebaseerd op papier en hebben een beige kleur, vertelt hij, moderne printplaten van glasvezel zijn groen. Componenten als weerstanden, condensatoren en transistors worden in de loop van de tijd steeds kleiner, chips daarentegen steeds talrijker en gecompliceerder. Veel van die onderdelen bevatten kleine hoeveelheden zeldzame en waardevolle metalen zoals goud, zilver en palladium. Zijn die terug te winnen, zoals de circulaire economie beoogt?

Terugwinfabrieken

Volgens recyclingexpert prof.dr.ir. Peter Rem kan dat. Bij lage concentraties is terugwinning van zeldzame metalen niet lonend, maar bij hogere concentraties wel. Hij schat dat Europees elektronisch afval (WEEE, waste electric & electronic equipment) na scheiding en concentratie voldoende materiaal bevat voor een of twee terugwinfabrieken. De Europese Unie stelde zich tot doel om de inzameling van elektronisch afval te verhogen, met een streefpercentage van 65% van het totale gewicht aan electronische apparatuur (EEE) dat in de drie voorgaande jaren op de markt is gebracht. In 2020 lag het gemiddelde echter slechts op 45%, wat aantoont dat er nog veel werk te verrichten is op het gebied van inzameling en verwerking van EEE. De onderzoeksgroep van Rem maakt deel uit van het Europese Horizon 2020-programma Peacoc, dat zich richt op het ontwikkelen van milieuvriendelijke en kostenefficiënte technologieën voor de terugwinning van edelmetalen uit elektronisch afval.

Magnetische dichtheidscheiding (MDS)

Het scheiden van elektronisch afval omvat verschillende stappen, zoals zeven, rolsorteren, magnetische scheiding en uiteindelijk de magnetische dichtheidsscheiding (MDS). Deze MDS-techniek werd door Rem ontwikkeld om plastics van elkaar te scheiden op basis van minieme dichtheidsverschillen. Postdoc dr. Lin Wang paste de techniek aan voor een optimale scheiding van elektronische componenten en kabels. De componenten gaan in een bak met zwarte vloeistof: water met een suspensie met magnetische nanodeeltjes. Schuin onder de bak is een magneetplaat geplaatst. Het invoerpunt bevindt zich aan de kant waar de afstand tot de magneet het kleinst is en de dichtheid het grootst. Onderdelen in de oplossing glijden langs lijnen met gelijke dichtheid en belanden op de bodem op een afstand van het invoerpunt die overeenkomt met de dichtheid. Als Wang de vloeistof wegpompt, wordt duidelijk waar de componenten terechtgekomen zijn. Links met de hoogste dichtheid liggen (niet-magnetische) metalen delen zoals aluminium koelvinnen en computerchips, in het midden liggen tulppluggen en andere connectoren van plastic en metaal, helemaal rechts liggen voornamelijk plastic onderdelen. Voor terugwinning van edelmetalen is het linkerdeel het meest interessant. MDS is een goedkope en milieuvriendelijke scheidingstechniek en de voorlopige sluitsteen in het sorteer- en opwerkingsproces van elektrisch en elektronisch afval. Aan het eind van de rit is de inhoud van de emmer met gemengd elektronisch afval gesorteerd in 30 tot 40 bakjes.

Businessmodel

Het belang van deze technologie wordt ondersteund door bedrijven zoals MYNE, een metaalrecyclingbedrijf uit Harderwijk dat investeert in de ontwikkeling en grootschalige toepassing van de MDS-techniek. Vorig jaar kreeg het recyclinglab in Delft een industrieel prototype MDS-machine tot zijn beschikking. Tot nu toe moest onderzoeker Wang het bassin vullen en leegpompen voor iedere nieuwe lading afvalcomponenten. Bij de industriële machine loopt onder het MDS-sorteerbassin een lopende band. Die zorgt voor een continue afvoer van gesorteerde componenten. Martijn van de Poll, directeur van MYNE, was in 2014 al op zoek naar goedkopere alternatieven voor de handmatige demontage van elektronisch afval in Azië. Dit leidde tot de samenwerking met de TU Delft en de ontwikkeling van nieuwe sorteertechnologie. Inmiddels koopt MYNE elektronisch afval uit verschillende Europese landen en voert tests uit met de eerste industriële MDS-machine, die in staat is om 1,5 ton elektronisch afval per uur te scheiden. Voor een economisch levensvatbare recyclinginstallatie is echter een verwerkingscapaciteit van 30.000 tot 100.000 ton per jaar nodig, wat betekent dat er meerdere MDS-machines nodig zijn.

Snel groeiende afvalverwerkingsmarkt

Van de Poll ziet een groeiende druk vanuit regelgeving en de industrie om het ontwerp van elektronische producten te verbeteren met het oog op recycling. Grote bedrijven, waaronder autofabrikanten en IKEA, werken aan het verlagen van hun CO2-voetafdruk en het verbeteren van de herleidbaarheid van grondstoffen. Dit is een cruciale ontwikkeling die de komende jaren nog meer invloed zal hebben op de afvalverwerkingsmarkt.

12,4 miljoen ton EEE per jaar

De jaarlijks verkochte hoeveelheid apparatuur met stekker of batterij, electric & electronic equipment (EEE) is sinds 2012 gestegen van 7,6 miljoen ton naar 12,4 miljoen ton in 2020. Geen wonder, want vrijwel alle producten bevatten tegenwoordig elektronica of elektromotoren. De hoeveelheid ingezameld elektrisch en elektronisch afval (WEEE) steeg van 3 naar 4,7 miljoen ton per jaar (10,5 kilogram per Europeaan) en bleef daarmee percentueel iets achter bij de aanschaf.