Schaarste is Europees probleem

We zijn verslaafd aan metalen en de ertsvoorraden zijn eindig,” constateert prof. dr. ir. Peter Rem (faculteit CiTG). “Schaarste aan grondstoffen gaat komen. Te beginnen in Europa. Europa is als eerste aan de industriële ontwikkeling begonnen en heeft zelf nauwelijks grondstoffen meer. De Europese import aan energie en materialen bedraagt 500 miljard euro per jaar. Dat is vier procent van de Europese economie. Dat was twee procent, maar de grondstofprijzen zijn tussen 2005 en 2008 geëxplodeerd. We zullen een switch moeten maken naar grondstoffen uit recycling voordat er weer zo’n prijssprong optreedt. Uiteindelijk zal de hele industrie moeten omschakelen, maar in Europa is de urgentie het hoogst.”
Recycling is dringend aan innovaties toe. In de jaren zestig zag men het terugwinnen van metalen uit afval als een soort mijnbouw en paste dezelfde technieken toe. Het resultaat was echter teleurstellend: veertig jaar later was nog maar vier procent van de grondstoffen afkomstig uit recycling. Men had er niet aan gedacht dat recycling, anders dan mijnbouw, een waaier aan metalen oplevert die alleen in zuivere vorm interessant zijn voor hergebruik. Daar komt bij dat economisch interessante metalen vaak in heel kleine stukjes in het afval zitten en daardoor moeilijk zijn terug te winnen. Dankzij gescheiden inzameling en betere scheidingstechnieken is nu in Duitsland vijftien procent van de grondstoffen uit recycling afkomstig. Rem vindt dat we over vijftien tot twintig jaar zeker de helft van onze metalen moeten recyclen. Hij ontwikkelt de technologie ervoor.

Metalen uit as

In 2007 kwam TU-alumnus ir. Jaap Vandehoek bij Rem terecht. Hij was in opdracht van metaalleverancier Fondel op zoek naar technologieën voor metaalrecycling en kwam na een Europese rondgang bij zijn eigen faculteit terecht waar Rem en zijn groep net een “grappige technologie met een leuke potentie” hadden ontwikkeld.
Die technologie kon namelijk (vrijwel) alle metalen uit de as van afvalverbrandingsovens halen – iets wat voor die tijd onmogelijk was. De as is een afgebluste kleverige massa met kleine metaaldeeltjes erin: een gordijnhaakje, een spijkertje, een stukje koperdraad en veel korreltjes van een paar millimeter groot. Dat alles zit aan elkaar geplakt met natte as. Fijne metaaldeeltjes eruit halen met magneten of wervelstromen lukt daardoor niet.

Nu, zeven jaar later, werkt de scheidingstechniek op industriële schaal. Het bedrijf Inashco (Incinerator Ash Company), ontstaan uit patenten van de TU en investeringen van Fondel, maakt apparaten die de as verwerken met een hoeveelheid van honderd ton per uur. Een rivier van as stroomt via een transportband op een snel draaiend schoepenrad. De klappen van het rad slaan aanhangend as los van de metaaldeeltjes en schieten het materiaal een 25 meter lange metalen koker in. De lichte deeltjes dwarrelen een paar meter verderop al neer, maar dankzij hun hogere dichtheid vliegen de zware deeltjes waaronder het merendeel van het metaal verder door. Het resultaat: twee gescheiden stromen, waarbij uit de zware fractie nu de metaaldeeltjes met wervelstromen wél kunnen worden teruggewonnen. Uiteindelijk resteert het merendeel (96 procent) van de instroom als een fijne metaalvrije minerale fractie die in trottoirbanden en stoeptegels verwerkt kan worden. De overige vier procent vormt een geconcentreerde stroom die voor ongeveer de helft uit non-ferro metalen bestaat. Op die manier produceert de Advanced Dry Recovery (ADR) unit een verrijkte stroom aan metalen. “Daar zit aluminium in, koper, zink, lood, goud, zilver, platina en paladium”, zegt Inashco directeur Arno La Haye. “Je ziet het hele periodiek systeem aan je voorbij trekken.”
Een ander apparaat scheidt in de raffinage de resterende mineralen van de metalen en scheidt de metalen in het lichte aluminium en de zwaardere rest. Die twee mixen levert Inashco als grondstof aan de metaalindustrie.
Zeven jaar geleden bestond het bedrijf uit één man. Nu verwerkt het 2,5 miljoen ton as per jaar bij een omzet van vijftig miljoen euro. Het heeft 130 mensen in dienst bij vestigingen in Nederland, Duitsland, Finland, Singapore en de VS. Als over twee jaar alle installaties waar op dit moment contract voor zijn getekend operationeel zijn, behandelt het bedrijf 4,3 miljoen ton as per jaar oftewel zeventien procent van de wereldproductie.

Sensors

Op de TU blijft de groep van Rem intussen bezig met het ontwikkelen van nieuwe scheidingstechnologieën. Met magnetische vloeistoffen slagen de onderzoekers er nu al in om verschillende metalen in vijf verschillende dichtheden te scheiden. Ook speciale sensors bieden perspectief. Op het oog identieke metalen blijken onder infrarode ‘licht’ soms toch verschillend.
“We kunnen die 50 procent recycling bereiken”, zegt Rem. “Maar dan is er een flinke inspanning nodig om natuurkundige principes in de markt te zetten.” Rem vindt dat zijn onderzoek meer investering verdient. Dat is een veel gehoord argument, maar hij heeft er een goed verhaal bij: “Research moet je niet richten op wat er nu groot is, maar op wat over vijf tot tien jaar de problemen zijn. Eén van die problemen is de Europese afhankelijkheid van geïmporteerde grondstoffen.”