[GASTBEITRAG] Entsorgung von Batterien & Akkus alter Handys und Tablets: Wertvolle Rohstoffe für das Recycling

In diesem Gastbeitrag geht es um ein wichtiges Thema: Das Recycling von alten Batterien und Akkus. Welche Methoden des Recycling gibt es und warum es so wichtig ist, erfahrt Ihr in diesem Artikel. Dabei nicht vergessen. Alte Batterien und Akkus gehören NIEMALS in den Hausmüll – besser bei einer kostenfreien Recycling-Stelle abgeben.

Wie die Entsorgung von Batterien und Akkus alter Handys und Tablets funktioniert und wie wertvoll ihre Inhaltsstoffe für das Recycling sind

Allgemeines zum Batterierecycling

Jeder von uns verwendet Batterien und Akkus, sie sind heute zu einer unerlässlichen Energiequelle bei mobilen Anwendungen geworden.

Batterien sind meist in Uhren und Fernbedienungen. Akkus sind im Handy, Laptop, Tablet, Auto sowie in Powerbanks und unzähligen weiteren Geräten. Jedem ist aber auch bekannt, dass Batterien und Akkus, Chemikalien und Elemente enthalten, die durchaus gesundheits- und umweltschädlich sein können.

Auch Smartphone Akkus gehören nicht in den Hausmüll.

Aufgrund dessen soll dieser Artikel das Thema „Entsorgung und Recycling von Batterien und Akkus“ genauer unter die Lupe nehmen. Auch aufgrund der kommenden Elektromobilität, wird dieses Thema immer wichtiger werden. Wenn einmal sehr viele Menschen ein Elektroauto fahren, müssen sehr viel mehr Batterien wiederverwertet werden. Manche Inhaltsstoffe müssen unbedingt wiederverwertet werden, da sie uns nicht im Überfluss zur Verfügung stehen. Ein Verwertungsprozess ist generell zu erstreben, da keine Stoffe in die Umwelt gelangen sollen.

Batterierecycling ist die stoffliche Wiederverwertung von Akkus und Batterien. Meist wird die Bezeichnung Batterie auch für Akkus verwendet. Es werden dadurch Elemente wie Blei, Cadmium oder Zink gewonnen. Es gibt gesetzliche Regelungen, welche das Batterierecycling bestimmen.

Generell gilt, dass Verbraucher ihre gebrauchten Batterien zurückgeben müssen. Hersteller, Importeure, Handel und öffentliche Entsorgungsträger müssen diese dann auch annehmen.

Wie funktioniert Batterierecycling?

Imperial-Smelting-Prozess

In Zink-Kohle-, Zink-Luft- und Alkali-Mangan-Batterien ist viel Zink enthalten. Ein möglicher Verwertungsprozess ist der Imperial-Smelting-Prozess.

Im Wesentlichen werden die Batterien mit Koks vermengt und in einem Schmelzofen stark erhitzt. Die Abgase enthalten Zinkdampf. Um das Zink aus dem Abgas herauszubekommen, wird flüssiges Blei als feiner Nebel in die Abgase gesprüht. Das jeweilige Prozesselement wird als Absorber bezeichnet. Das Zink verbindet sich mit dem Blei und kann dadurch abgeführt werden. Wenn das Gemisch anschließend abgekühlt wird, trennen sich die beiden Metalle wieder. Das Blei kann dabei wieder in den Prozess zurückfließen und das Zink kann für die jeweiligen Anwendungen weiterverarbeitet werden.

Batrec-Sumitomo-Prozess

Ein alternatives Verfahren ist der Batrec-Sumitomo-Prozess. In einem speziellen Ofen werden die Batterien mit Heißluft auf 600 – 750 °C aufgeheizt. Es setzt nun der Prozess der Pyrolese ein.

Pyrolese – oder auch trockene Destillation genannt – ist ein thermochemischer Prozess, bei dem organische Verbindungen durch hohe Temperaturen aufgebrochen werden. Im Gegensatz zu einer richtigen Verbrennung, wird kein zusätzlicher Sauerstoff zugeführt. Die entstehenden Gase werden anschließend in einer Nachbrennkammer vollständig oxidiert.

Die gasförmigen Produkte aus der Nachbrennkammer müssen schnell auf 60 °C abgekühlt und in eine Abgasreinigung geführt werden, damit sich kein Dioxin bildet. Die festen Batteriereste aus der Pyrolese können anschließend eingeschmolzen werden. Es werden dazu Magnesium und Kohle zugegeben, damit sich die Oxide reduzieren und die Metalle aufschmelzen. Der entstehende Zinkdampf kann in einem Absorber abgeführt werden.

Es wird dazu flüssiges Zink eingesprüht, sodass daran das gasförmige Zink kondensieren kann. Das sich verfestigende Zink kann nun in Barren gegossen und z.B. in der Automobilindustrie zum Verzinken von Karosserien eingesetzt werden. Im Schmelzofen entstehen außerdem Ferromangan und Schlacke. Die Schlacke kommt auf die Deponie und das Ferromangan wird als Bestandteil in der Stahlindustrie benötigt.

Lithium-Batterien und Lithium-Ionen-Akkumulatoren

Lithium-Batterien und Lithium-Ionen-Akkumulatoren enthalten Aluminium und Kupfer. In Abhängigkeit des genauen Zellaufbaus, können auch Kobalt und Nickel enthalten sein.

Beim Recyceln bestehen hier elektrische und chemische Gefahren sowie Brandgefahr. Die Batterien werden zunächst entladen. Anschließend werden die Zellen deaktiviert. Ein solches Verfahren ist beispielsweise die Vakuumdestillation, bei der hauptsächlich nickelhaltiges Eisen und Ferromangan entsteht. Vakuumdestillation ist eine Destillation, die bei niedrigem Druck durchgeführt wird.

Die Siedetemperatur der zu trennenden Flüssigkeiten wird dadurch herabgesetzt. Es ergibt sich ein schonendes Trennverfahren, da auf die höheren Siedetemperaturen, welche bei Normaldruck erforderlich wären, verzichtet werden kann. Höhere Siedetemperaturen können nämlich zersetzend wirken. Es folgen nun mechanische Prozesse wie Demontage, Schreddern, Sortieren und Sieben. Um die Stoffe anschließend weiter trennen zu können, werden hydrometallurgische und pyrometallurgische Prozesse eingesetzt.

NiMH- und NiCd-Akumulatoren

Bei Nickel-Metallhydrid-Akkumulatoren (NiMH) kann auch das Verfahren der Vakuumdestillation verwendet werden. Wichtig ist die Entfernung des Wasserstoffes. Es kann dazu auch eine Mühle verwendet werden. Das schlussendlich entstehende Nickel-Eisen-Gemisch wird in der Stahlproduktion weiterverarbeitet.

Bei Nickel-Cadmium-Akkumulatoren (NiCd) sieht es so aus, dass diese seit 01.01.2017 EU-weit verboten sind. Das Recyceln dieser Batterien wird also bald ein Ende haben. Auf die ausführliche Darstellung des Verwertungsprozesses wird deshalb verzichtet. Es handelt sich dabei ohnehin um die bereits erwähnten Verfahren der Pyrolese und der Vakuumdestillation.

Bleibatterien

Bleibatterien finden sich hauptsächlich als Starterbatterie im Auto, LKW oder Motorrad. Es gibt aber auch die Anwendung der unterbrechungsfreien Stromversorgung für Computer, Server und Alarmanlagen.

Eine Starterbatterie besteht zu 92 % aus dem Schwermetall Blei. Das Recyceln einer solchen Batterie ist sehr einfach. Zunächst wird die Schwefelsäure abgelassen. Interessant ist, dass aus dieser Schwefelsäure Dünger gemacht werden kann. Anschließend wird der Rest geschreddert, damit die Hauptbestandteile Blei und Polypropylen getrennt werden können. Das Blei kann nun eingeschmolzen und zu Blöcken verarbeitet werden. Das Blei kann anschließend für neue Starterbatterien oder z.B. für Projektile in der Waffenproduktion eingesetzt werden. Das Polypropolen kann in verschieden Industrien, wie z.B. der Automobilindustrie, als Grundstoff weiterverarbeitet werden. Starterbatterien aus dem Auto, lassen sich zu fast 100 % verwerten.

Knopfzellen

Knopfzellen enthalten übrigens Quecksilber. Da dieses bekanntlich giftige Metall nicht in die Umwelt gelangen darf, gibt es vakuumthermische Prozesse. Bei Temperaturen zwischen 350 – 450 °C verdampft das Quecksilber. Anschließend kann es bei niedrigen Temperaturen kondensieren und dadurch abgefangen werden. Es steht somit einem neuen Verarbeitungsprozess zur Verfügung. Quecksilber wird z.B. auch in Energiesparlampen eingesetzt.

Rechtliche Regelungen beim Batterierecycling

Die europäische Union schreibt beim Batterierecycling seit 2016 eine Rücklaufquote von 45 % vor. Deutschland erreicht diesen Wert seit 2013. Eine Sonderstellung haben allerdings Starterbatterien.

Starterbatterien sind Bleiakkumulatoren und enthalten somit ein Schwermetall, das nicht in die Umwelt gelangen darf. Jeder, der eine Starterbatterie kauft, muss auch eine gebrauchte Starterbatterie zurückgeben, ansonsten fällt ein Pfand von 7,50 € an. Aufgrund dessen ist der Batterierücklauf bei Starterbatterien nahezu 100 %. In Deutschland wird das Batterierecycling durch das Batteriegesetz geregelt. Es schreibt beispielsweise vor, dass jede Batterieverkaufsstelle auch Batterien zurücknehmen muss.

Einer der wichtigsten Batterierecyclingstandorte in Europa oder vielleicht sogar weltweit, ist Bremerhaven. Es wird hier das sogenannte SORBAREC-Röntgen-Verfahren eingesetzt. Dieses Verfahren ermöglicht maximale Geschwindigkeit und Präzision beim Sortieren.

In Österreich gibt es eine Batterieverordnung und eine Abfallbehandlungspflichtenverordnung. Ein bundesweites Sammelsystem, das von einer Herstellervereinigung kontrolliert wird, ermöglicht die Rückgabe von Altbatterien. Annahmestellen sind der Handel und Problemstoffsammelstellen.

In der Schweiz wird Batterierecycling durch eine Verordnung über umweltgefährliche Stoffe geregelt. Käufer müssen Batterien zurückgeben. Verkäufer müssen sie annehmen. Es gibt hier eine vorgezogene Entsorgungsgebühr (VEG), die auf alle Batterietypen erhoben wird. Es kann damit der gesamte Entsorgungsprozess der Batterien und auch die Aufklärung finanziert werden. Eine privatwirtschaftliche Genossenschaft, die von einem Bundesamt überwacht wird, übernimmt die Entsorgung. Erstaunlich ist die hohe Batterierücklaufquote von 70 %.

Dies ist ein unbezahlter Gastbeitrag von Michael Steinert, der am 31. März 2017 veröffentlicht wurde.