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Recycling von Lithium-Ionen-Batterien: Was zu beachten ist

Als besondere Gefährdungspotenziale beim Recycling gelten lösemittelhaltige oder schwermetallhaltige Materialien, organische Stoffe wie Schimmelpilze und Bakterien bei Verschmutzungen und Komposten sowie elektromagnetische Felder beim Einsatz von Elektromagneten.

Eine neuere Gefahrenquelle stellt das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien dar. Worin dabei die Besonderheiten liegen, verdeutlichte ein Vortrag auf der Berliner Recycling- und Rohstoffkonferenz am 20. März 2018.

Laut Europäischer Chemikalien-Behörde enthalten Lithium-Ionen-Batterien (LIB) Lithiumhexafluorophosphat (LiPF), dem mehrere potenzielle Gefahren für die Gesundheit von Haut, Augen und Luftwegen bescheinigt werden. Aus dem Batteriegesetz ergibt sich die Konsequenz, auch das Aktivmaterial der Batteriezellen aufzubereiten, das Schwermetalle wie Nickel, Mangan und Kobalt enthält. Außerdem können LIB bei thermischer Belastung, mechanischer Einwirkung oder Kurzschluss zu einem sogenannten thermal runaway führen – kurz: sich explosionsartig entzünden.

Dennoch ist das Recycling dieser Batterien sinnvoll, um einerseits die enthaltenen Wertstoffe rückzugewinnen und andererseits die vorhandenen Schadstoffe zu entfrachten. Dazu werden die gesammelten Materialen zunächst in Spezialbehältern drei Tage gelagert und unter Beobachtung gehalten, bevor sie geschulte und qualifizierte Mitarbeiter in Schutzkleidung (Sicherheitsbrille, Isolierhandschuhe und Sicherheitsschuhe) weiter behandeln. Danach werden die Batterien tiefentladen – die gespeicherte Energie kommt dem Betriebsnetz zugute – und das Energiespeichersystem in einzelne Module zerlegt. Eine Demontage führt zu Separierung und Sortieren von elektronischen Bauteilen, Kunststoffen, Kabeln, Aluminium und Stahl-Elementen. Die darauffolgende thermische Behandlung soll die Zellen deaktivieren, die Beschichtung von den Elektrodenableiterfolien lösen und Separatoren und Elektrolyte entfernen. Durch einen abschließenden mechanischen Aufschluss der Materialien lassen sich Wertstoffe rückgewinnen, die wieder in pyro- und beziehungsweise oder hydrometallurgischen Verfahren genutzt werden können.

Um diese Behandlungsschritte zur Behandlung von gebrauchten Lithium-Ionen-Batterien sachkundig durchführen zu können, sind folgende Voraussetzungen zur Qualifikation der Mitarbeiter nötig:
■ Sie müssen über die Notwendigkeit persönlicher Schutzkleidung, mögliche Gefahren und das Verhalten bei Unfällen informiert sein.
■ Sie müssen regelmäßig durch Schulungen und Unterweisungen auf den aktuellen Wissensstand gebracht werden.
■ Es müssen detaillierte Anweisungen für jeden Prozessschritt vorliegen.
■ Die Dokumente müssen kontinuierlich kontrolliert und gegebenenfalls aktualisiert werden.

Und der wichtigste Punkt, auf den die Referenten besonders hinwiesen: Es müssen qualifizierte Mitarbeiter gefunden werden, „die das entsprechende Fachwissen besitzen, da die Abfallwirtschaft nicht zu den attraktivsten Arbeitgebern zählt“.

Der Artikel beruht auf einem Beitrag von Astrid Arnberger, Eda Coskun und Bettina Rutrecht in Recycling und Rohstoffe, Band 11, hrsg. von Stefanie Thiel, Elisabeth Thomé-Kozmiensky und Daniel Goldmann, Neuruppin 2018, ISBN 978-3-944310-40-4.

Foto: Dr. Jürgen Kroll

(EU-R 07/2018-S)