Der Rückgewinnung und Wiederverwendung von Abfällen aus dem Löten von Leiterplatten widmet sich das Forschungsprojekt „Zero Waste Paste“. Bei der Herstellung der Platten werde häufig Lot in Form von Paste verwendet. Die dabei entstehenden Reste könnten allerdings nur kurze Zeit gelagert und anschließend als gefährlicher Abfall nur schwer entsorgt werden, erklärt die am Projekt beteiligte Bergische Universität zum Hintergrund.
Die Wissenschaftler wollen daher ein energieeffizientes und automatisiertes Verfahren sowie einen Anlagenprototyp für die schonende Rückgewinnung von Rohstoffen aus den sogenannten Lotpastenabfällen entwickeln. „Bisher gibt es keine Anlage, die eine automatisierte Separation und Rückgewinnung der einzelnen Komponenten ermöglicht“, erklärt Professor Stefan Bracke. Aktuell bestehe nur die Möglichkeit, Lotpastenreste manuell aus den Behältern zu entnehmen. Dabei verblieben jedoch immer Rückstände. „Unser Ziel ist es, die Rohstoffe aus Lotpastenabfällen zurückzugewinnen und wieder für die Produktion neuer Lotpaste zu verwenden“, so Bracke weiter.
Da Lotpastenabfälle in hoher Vielfalt bezüglich ihrer Zusammensetzung vorliegen, liege ein zentrales Ziel des Forschungsvorhabens darin, die Rückverfolgbarkeit durch die Entwicklung und Umsetzung eines IT-basierten Logistiksystems mit digitaler Erfassung von Abfällen in Datenbänken zu gewährleisten. „Da die Bestandteile unterschiedlich recycelt werden müssen, ist es gut zu wissen, was drin ist. Daher ist die Rückverfolgbarkeit der Lotpastenabfälle eine Grundvoraussetzung für die Entwicklung eines effizienten Recyclingverfahrens und die Realisierung einer zirkulären Wirtschaft“, so Bracke.
Für die Trennung von Lotpasten, Flussmitteln und Gebinden erfolge zunächst eine Konzeptionierung von Waschprozessen zur Trennung der Komponenten, erklärt die Universität weiter. Daraufhin werde das Verfahren zur Separation im Labormaßstab weiterentwickelt, bevor eine prototypische Anlage zur Trennung der Komponenten der Lotpastenabfälle entwickelt und an der Bergischen Universität Wuppertal aufgebaut und in Betrieb genommen werden soll. Durch Versuche auf Basis einer statistischen Versuchsplanung könne dann das optimale Trennverfahren ermittelt werden.
Darüber hinaus soll ein Kennzeichnungssystem für Lotpastenabfälle abgeleitet werden. Neben der Validierung der Anwendbarkeit von recycelten Lotpasten im Vergleich zu herkömmlich hergestellten Lotpasten werde auch eine Ökobilanzierung durchgeführt, um den Aufwand für die Rückgewinnung der Rohstoffe und die Effizienz der entwickelten Anlage zu bewerten.
Die Ergebnisse aus den experimentellen Untersuchungen sollen an der Universität analysiert und bewertet werden, um im Konsortium eine prototypische Anlage und ein Separationsverfahren entwickeln zu können. Anschließend werden repräsentative Testreihen durchgeführt. Die Daten daraus würden dann im Hinblick auf die Entwicklung eines Zuverlässigkeitsmodells und zur Validierung bzw. Optimierung des Verfahrens ausgewertet, heißt es weiter.
Das Forschungsvorhaben läuft noch bis November 2026 und wird vom Bundeswirtschaftsministerium finanziell unterstützt. Das Projektkonsortium besteht aus verschiedenen Partnern entlang des Kreislaufs, die für verschiedene Teilvorhaben zuständig sind. So ist der Lotpastenhersteller Tamura Elsold als Konsortialführer für Chemie und Metallurgie des Lotpastenrecyclings verantwortlich. Das Unternehmen aus Ilsenburg im Harz erhält dafür eine Fördersumme in Höhe von 120.000 €.
Die Hellmann Process Management ist für die Entwicklung des Logistik- und Entsorgungskonzeptes zuständig und wird dafür mit knapp 100.000 € gefördert. Mit rund 220.000 € erhält die Bergische Universität Wuppertal für ihre statistischen Analysen, das Testing und die Beprobung den größten Anteil der Fördersumme. Die anwenderspezifische Validierung der Lotpasten bei der Produktion von neuen Leiterplatten obliegt hingegen Siemens. Der Konzern erhält dafür eine Förderung von knapp 170.000 €. Darüber hinaus unterstützt die Metallverwertungsgesellschaft Gottenheim mbH das Projekt. Als assoziierter Partner soll das Unternehmen seine Erfahrungen im Bereich Verwertung und Recycling einbringen.
