Charakterisierung eines zerkleinerten Mobiltelefons mittels Mineral Liberation Analysis (MLA)

Mobiltelefone, von denen im Jahr 2016 weltweit über 1,4 Milliarden Geräte hergestellt wurden, können bis zu 60 verschiedene Elemente enthalten (TrendForce Corp., The Royal Society of Chemistry). Gegenwärtig werden allerdings nur sehr wenige der in den Mobiltelefonen enthaltenen Elemente mit Recycling-Raten von mehr als 50 % recycelt (Compound Interest). Bei den meisten Elementen liegt die Recycling-Rate bei deutlich unter 50 % und bei den Seltenen Erden, Indium, Tantal oder Gallium sogar bei unter 1 %! Ein Hauptproblem beim Recycling von Mobiltelefonen ist ihre komplexe Zusammensetzung aus vielen Einzelbauteilen. Erschwerend kommt hinzu, dass viele Elemente kommen nur in Spuren vorhanden sind und / oder sich in hoch-komplexen Materialverbunden befinden.
Um ein effektiveres Recycling der Mobiltelefone zu ermöglichen, ist es unumgänglich ihre Bauteile, das Vorkommen der Elemente darin, sowie das Zerkleinerungsverhalten möglichst detailliert zu charakterisieren.
In einer Pilotstudie wurde ein, vom Lehrstuhl für Recyclingmaschinen der TU Bergakademie Freiberg, mit einem Universal-Granulator UG300 zerkleinertes Nokia-Mobiltelefon Modell 5228 Typ RM-625 mit Hilfe von Mineral Liberation Analysis (MLA) untersucht. Die Analyse an drei Siebfraktionen des zerkleinerten Materials erfolgte mit einer MLA 650F am Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie.
Eine erste manuelle Aufnahme von Rückstreuelektronenbildern zeigt unter anderem Metallphasen mit einer Kleinheit von < 0,5 µm. Nachfolgend wurden die Proben in einer automatisierten MLA-Messung mit einem Gitternetz von EDX-Spektren abgerastert (GXMAP-Modus). Insgesamt wurden bei der Analyse ca. 130 verschiedene Phasen detektiert. Mehr als 100 davon treten mit Anteilen von < 1 Gewichtsprozent auf. Ein Vergleich des Modalbestandes der drei Siebfraktionen zeigte eine Anreicherung bestimmter Bauteile in speziellen Fraktionen.

Referenzen:

Compound Interest - http://www.compoundchem.com/2015/09/15/recycling-phone-elements/
The Royal Society of Chemistry 20.03.2017 - https://www.chemistryworld.com/feature/smartphone-recycling/2500497.article
TrendForce Corp. Press Release 25.01.2017 - http://press.trendforce.com/node/view/2741.html