Seit rund 25 Jahren dürfen in der Schweiz brennbare Abfälle nicht mehr deponiert, sondern müssen in Kehrichtverbrennungsanlagen (KVA) verbrannt werden. Neben der Nutzung der Verbrennungswärme für die Produktion von Fernwärme und Strom entsteht noch ein weiterer wirtschaftlicher und ökologischer Nutzen: Die Verbrennungsrückstände enthalten einen grossen Anteil an Metallen, die gewinnbringend zurückgewonnen werden können. Die einträglichste Quelle davon ist Gold.

Titelbild: Teilansicht der Aufbereitungsanlage der ZAV-Recycling AG in Hinwil. Über Förderbänder und Rohre wird die Schlacke den verschiedenen Separatoren zur Aufarbeitung zugeführt. Foto: M. Hügi

Abfälle sind nichts anderes als Wertstoffe, die zur falschen Zeit am falschen Ort sind. Weil eine Vermeidung von Abfällen nicht immer möglich ist, müssen sie umweltgerecht verwertet werden. In der Schweiz gilt dafür seit vierzig Jahren das Prinzip der zwei Säulen: die stoffliche Verwertung (Recycling), die wiederverwertbare Stoffe produziert, und die thermische Verwertung (Verbrennung), bei der endlagerfähige Reststoffe entstehen. Von den jährlich anfallenden rund sechs Millionen Tonnen Siedlungsabfall (Hauskehricht und kehrichtähnliche Abfälle aus Industrie und Gewerbe) werden aktuell 52 Prozent rezykliert, der Rest wird in Kehrichtverbrennungsanlagen (KVA) verbrannt. Zusammen mit den zusätzlichen Abfällen aus Industrie und Gewerbe (dazu gehören Bauabfälle, der Ausschuss aus Recyclinganlagen etc.) verbrennen die 29 Schweizer KVA jährlich rund vier Millionen Tonnen Abfälle.

Bei der Abfallverbrennung entstehen aus einer Tonne Kehricht rund 200 Kilogramm feste Verbrennungsrückstände, die man Schlacke nennt. Sie besteht überwiegend aus mineralischen Komponenten, enthält aber auch einen hohen Anteil von über 13 Gewichtsprozent an Metallen. Davon entfällt der grösste Teil auf Stahlschrott. Der Rest sind Nichteisen-Metalle (NE-Metalle) wie Aluminium, Kupfer, Messing – und auch Edelmetalle. Bevor die Schlacke auf den dafür vorgesehenen Deponien abgelagert werden kann, müssen gemäss gesetzlicher Vorgabe die in ihr enthaltenen Metalle zurückgewonnen und anschliessend der Verwertung in Metallhütten zugeführt werden.

Metallrückgewinnung in Hinwil

Die Anlagen für die Metallrückgewinnung befinden sich in der Regel direkt in der KVA oder auf den Deponien. Die grösste Schweizer Anlage zur Verarbeitung von KVA-Schlacke wird von der Gesellschaft ZAV-Recycling AG in Hinwil im Kanton Zürich betrieben. Sie betreibt eine moderne Metallrückgewinnungsanlage und verarbeitet die Schlacke von sechs KVA, die im vergangenen Jahr eine Menge von 141’000 Tonnen geliefert haben. Derzeit ist eine Erhöhung der Auslastung auf 200’000 Tonnen pro Jahr geplant. Somit wird die Anlage rund einen Viertel der gesamten Schlackenmenge in der Schweiz verarbeiten.

Der Prozess zur Separation und Anreicherung der verschiedenen Metalle beinhaltet mehrere Stufen: Zerkleinerung der Schlacke, Siebung, Magnetabscheidung, Wirbelstromseparation und Schweretrennung der jeweiligen Metallpartikel. Dabei werden vier Hauptfraktionen zurückgewonnen: Stahlschrott; Nichteisen-Grobfraktion (> 15 mm); Nichteisen-Fraktion „leicht“ (Aluminium) und die Nichteisen-Fraktion „schwer“ (< 15mm). In der schweren Nichteisen-Fraktion sind neben Schwermetallen wie Kupfer und Messing auch Edelmetalle wie Gold, Silber und Palladium. Die drei Nichteisen-Metallfraktionen werden in industriellen Schmelzwerken in Europa pyrometallurgisch verarbeitet. Dabei werden die einzelnen Metallfraktionen in reiner Form zurückgewonnen.

„Urban Mining“ im grossen Stil

Die im letzten Jahr von der ZAV-Recycling AG zurückgewonnenen Metallmengen sind beachtlich:

• Gewonnen wurden rund 12’500 Tonnen Stahlschrott, der im Stahlwerk Gerlafingen weiterverarbeitet wird. Rechnet man die rückgewonnene Stahlmenge der anderen Schweizer KVA dazu, so werden pro Jahr gesamtschweizerisch rund 60’000 Tonnen Stahlschrott aus dem Abfall zurückgewonnen. Das entspricht dem Gewicht von über 670 SBB-Lokomotiven.
• 1940 Tonnen Aluminium wurden in der ZAV-Anlage gewonnen. In der ganzen Schweiz sind es über 14’000 Tonnen pro Jahr. Diese Menge würde für die Herstellung von 77 Langstreckenflugzeugen des Typs Airbus A-340 reichen. Das Aluminium weist eine hohe Reinheit auf und wird in Schmelzwerken im benachbarten Ausland weiterverarbeitet.
• Im letzten Jahr hat die ZAV-Anlage 440 Tonnen Kupfer zurückgewonnen. Hochgerechnet auf die zurückgewonnene Gesamtmenge sind dies rund 2’500 Tonnen pro Jahr. Mit dieser Menge könnte man fast das halbe Oberleitungsnetz der SBB ausrüsten.

Edelmetalle, die Treiber der Wirtschaftlichkeit

Zwei Drittel des zurückgewonnenen Metalls fallen in die Kategorie Stahlschrott. Trotzdem trägt diese Fraktion nur etwa 1,1 Prozent zum Gesamterlös bei, denn aufgrund der Oxidation beim Verbrennen leidet die Stahlqualität. Zudem sind die Marktpreise für Stahlschrott allgemein niedrig.

Der „Goldesel“ im wahrsten Sinn des Wortes ist die Nichteisen-Fraktion „schwer“, die zwar nur einen Anteil von 4,4 Gewichtsprozent an der gesamten rückgewonnen Metallmenge aufweist, aber über 60 Prozent des Verkaufserlöses einbringt. Grund dafür sind die in dieser Fraktion enthaltenen Edelmetalle, vor allem Gold. Im vergangenen Jahr wurden in der Anlage des ZAV 112,3 Kilogramm Gold und 2,24 Tonnen Silber zurückgewonnen. Der durchschnittliche Goldgehalt in der schweren Nichteisenfraktion beträgt im Schnitt 140 Gramm pro Tonne, das Gold macht wertmässig fast die Hälfte seiner Metallfraktion aus. Wenn man eine Hochrechnung auf den Goldgehalt der gesamten Schlackenmenge macht, so landen in der Schweiz jedes Jahr über 600 Kilogramm Gold im Kehricht. Dieser Wert betrifft wohlbemerkt nur Abfälle in KVA, nicht aber die betriebsspezifischen Abfälle aus den Goldschmiedeateliers und edelmetallverarbeitenden Betrieben, die ihre goldhaltigen Abfälle gezielt sammeln und direkt den Scheideanstalten zuführen.

Rätselhafte Herkunft von Gold im Abfall

Gold wird für Schmuck und Wertanlagen (Barren, Münzen) verwendet, aber findet auch technische Anwendung in elektronischen Geräten, wo es als Korrosionsschutz für Leiter und Kontakte eingesetzt wird. Es ist nicht davon auszugehen, dass Goldschmuck und Münzen im Kehricht entsorgt werden. In seltenen Fällen passiert das zwar, wenn beispielsweise in Möbeln oder Kleidern versteckte Goldgegenstände bei Hausräumungen nicht entdeckt werden. Sie würden bei der Aufarbeitung der KVA-Schlacke allerdings nicht in der oben beschriebenen Feinfraktion landen, die ja den höchsten Goldgehalt aufweist.

Elektronische Geräte werden gelegentlich immer noch fälschlicherweise im Kehricht entsorgt, statt sie den Verkaufs- oder Sammelstellen zum Recycling zurückzugeben. Der Goldanteil daraus ist noch immer nicht ausreichend, um die gesamte zurückgewonnene Goldmenge zu erklären.
In Fachkreisen wird jedoch vermutet, dass Elektronikschrott dennoch die ursprüngliche Quelle für das Gold in KVA sein könnte: Recyclingbetriebe für Elektronikschrott liefern das brennbare Ausschussmaterial – vor allem geschredderte Kunststoffe – an KVA. Diese Abfälle sind oft mit Staub aus dem Schredderprozess verunreinigt, der einen deutlich erhöhten Goldgehalt aufweist: Goldhaltige Komponenten von Elektronikgeräten, die nicht vorgängig aussortiert wurden, setzen im Schredder feinste Goldpartikel frei, die sich dann im Staub anreichern.

Ein grosser Nutzen für die Umwelt

Die Metallrückgewinnung aus KVA-Schlacke lohnt sich nicht nur aus wirtschaftlichen Gründen, sondern sie trägt auch wesentlich zur Reduktion des Verbrauchs von Primärressourcen bei. So kann zum Beispiel die Umweltbelastung durch das Recycling von Aluminium um einen Faktor von über 16 reduziert werden (gegenüber der Gewinnung und Verhüttung aus Bauxiterz). Bei Edelmetallen wie Gold und Platin ist der Umweltgewinn durch das Recycling noch höher – wegen der geringen Metallkonzentrationen im Erz und den aufwändigen chemischen Raffinationsprozessen.

Angesichts der effizienten und erfolgreichen Metallrückgewinnung aus KVA-Verbrennungsrückständen drängt sich nun die Frage auf, ob dadurch die Separatsammlungen von metallhaltigen Abfällen in den kommunalen Entsorgungshöfen nicht überflüssig werden. Diese Frage muss klar verneint werden, denn die separat gesammelten Wertstoffe sind von besserer Qualität und lassen sich in einem höheren Mass rezyklieren. Die Metallrückgewinnung aus Verbrennungsrückständen ist eine sinnvolle Ergänzung, aber kein Ersatz für die bewährten und erfolgreichen Separatsammlungen durch Private.

Generell gilt aber: Der umweltfreundlichste Abfall ist derjenige, der gar nicht entsteht.

Michael Hügi, Schweizerische Gemmologische Gesellschaft SGG
michael.huegi@gemmologie.ch

Carina Andres