Thermo-chemische Behandlung von Leiterplatten zur vermehrten Rückgewinnung von Tantal

Technologiemetalle wie Tantal sind essenzieller Bestandteil vieler Schlüsseltechnologien. Das Refraktärmetall wird hauptsächlich in der Elektro- und Elektronikindustrie in Form von Tantalkondensatoren eingesetzt. Diese zeichnen sich durch ihre hohe spezifische Kapazität aus und sind daher prädestiniert für den Einsatz in platzkritischen Anwendungen. Bislang wird Tantal allerdings nicht aus obsolten Elektro- und Elektronikgeräten zurückgewonnen. In dieser Arbeit werden die Einsatzmöglichkeiten der thermo-chemischen Behandlung zur Rückgewinnung von Tantal aus Leiterplatten untersucht. Ziel der Arbeit war die Gewinnung einer Fraktion, in der Tantal möglichst vollständig und stark konzentriert enthalten ist. Gleichzeitig soll die Rückgewinnung von Tantal nicht zu Lasten anderer Elemente gehen, insbesondere nicht zu Lasten von Edelmetallen, die einen hohen Wertinhalt aufweisen. In einem ersten thermo-chemischen Behandlungsschritt wurde bei 650 °C und unter Stickstoffatmosphäre der Kunststoffanteil der Leiterplatten zersetzt. Gleichzeitig zerfielen durch die Hitzeeinwirkung die gesinterten Anodenblöcke der Tantalkondensatoren in ein feines Pulver. Durch die Weiterbehandlung des festen Produktes mittels Siebklassierung sammelten sich 56,0 Ma.-% des gesamten Tantals in der Siebfraktion 0 - 0,063 mm, welche zu 24,1 Ma.-% aus Tantal bestand. Wurde das feste Produkt gemahlen und erst anschließend gesiebt, waren 75,0 Ma.-% des gesamten Tantals in der Siebfraktion 0 - 0,063 mm enthalten. Weil durch das Mahlen allerdings alle hart-spröden Materialien zerkleinert wurden, wurde das Tantal verdünnt und seine Konzentration betrug hier lediglich 1,5 Ma.-%. Die Versuchsergebnisse zeigen, dass die thermo-chemische Behandlung einen wichtigen Beitrag zum Recycling von Tantal aus end-of-life Leiterplatten leisten kann. Durch die Weiterbehandlung des festen Produktes erscheint es möglich, Technologiemetalle wie Tantal wirtschaftlich zurückzugewinnen und so einen Beitrag zur Sicherung der Rohstoffbasis und zum Schutz der Umwelt zu leisten.