Kupferspule: Unterschied zwischen den Versionen

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Bei der Kupferspule handelt es sich um ein Elektronikbauteil, das noch nicht dem Verwertungsprozess zugeführt wurde.
 
Vergleichbar sind kleinere Kupferspulen wie aus einem Küchen-Mixer: Sie besitzen deutlich kleinere Motoren als für das vorliegende Probenstück üblich. Werden diese Motoren fehlerhaft über den Restmüll entsorgt, werden sie häufig über Magnetscheider der Fraktion der [[Fe-Metalle|Eisenmetalle]] zugeführt. Wertgebend ist jedoch der hohe Kupfer-Anteil solcher [[Elektro- und Elektronikschrott|Elektronikaltgeräte]].


Kupferspulen finden hauptsächlich in Elektromagneten, Elektromotoren und in vielen anderen elektronischen Geräten Anwendung. Der elektrische Leiter, in der Regel ein lackisolierter Kupferdraht, wird auf einen zumeist aus [[Eisen und Stahl |Eisen]] bestehenden Spulenkörper gewickelt. [[Kupfer]] ist aufgrund seiner hervorragenden elektrischen Leitfähigkeiten und seiner guten Umformeigenschaften besonders gut eignet. <ref name = "HSF2016"/>  Zur Isolation wird Kunststoff eingesetzt. Kupferspulen sind in der Regel tief im Inneren von elektronischen Geräten verbaut, weshalb der Aufschluss durch manuelle Demontage zeitaufwendig und der automatisierte Aufschluss durch Zerkleinerung technisch aufwendig ist.
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Ein vorliegendes technisches Problem ist, dass die wertvollen Nichteisenmetalle nicht isoliert, sondern in Verbunden auftreten. Die für die stoffliche Verwertung relevante Komponente von Kupferspulen ist ihre Kupferwicklung. Werden Kupferspulen und [[Elektro- und Elektronikschrott|WEEE-Geräte]] nicht fachgerecht entsorgt, so gelangen sie nicht über die passenden Sortieraggregate in die entsprechende Fraktion.
Ein zentrales technisches Problem bei der Verwertung von Elektro- und Elektronikschrott besteht darin, dass wertvolle [[NE-Metalle]], insbesondere [[Kupfer]], in Verbunden auftreten. Ein Beispiel dafür ist die hier dargestellte Kupferspule. Der Kupferdraht ist eng um einen eisenhaltigen Kern gewickelt. [[Kupfer]] und [[Eisen und Stahl |Eisen]] werden in jeweils eigenen schmelzmetallurgischen Recyclingrouten weiterverarbeitet.
Im Recyclingprozess werden Eisenbestandteile über Magnetscheider abgetrennt, bevor mit einem Wirbelstromscheider Nichteisenmetalle identifiziert und einer eigenen Fraktion zugeführt werden.
 
Die Trennung von in elektrischen Geräten verbauten Komponenten, hier [[Kupfer]], [[Eisen und Stahl | Stahl]] und [[Kunststoff]], ist technisch aufwendig. Voraussetzung für eine Sortierung nach Materialart ist der Aufschluss der Komponenten. Dieser erfolgt in seltenen Fällen durch manuelle Demontage und meistens automatisiert durch Zerkleinerung in einer Hammermühle. Der Aufschluss durch Zerkleinerung ist nicht vollständig.
Es entstehen sogenannte [[4-12-018 | Meatballs]]. Der Aufschluss von Kupfer, Stahl und Kunststoff kann durch weitere Zerkleinerungsschritte verbessert werden. Durch eine anschließende Sortierung können Kupfer- und Eisen-Vorkonzentrate erzeugt werden. Kupfer kann anschließend über die Kupferroute und das eisenhaltige Konzentrat über das Elektrostahlverfahren verwertet werden.
Erfolgt kein Aufschluss, gelangen die [[4-12-018 | Meatballs]] über Magnetscheider vollständig in die Fe-Metallfraktion. Im anschließenden Stahlrecycling führt das Kupfer zu Verunreinigungen, die die Qualität des Stahls und damit dessen mögliche Anwendungsgebiete mindern.
In Deutschland wird ca. 45% des Kupferbedarfs durch die Rückgewinnung von Sekundärrohstoffen gedeckt. Das Recycling von Kupfer erfolgt dabei ohne Qualitätsverluste. <ref name = "BSH2023"/> Das aus Kupferspulen gewonnene Kupfer kann dazu beitragen, diesen Bedarf zu decken.
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Aktuelle Version vom 19. Juni 2026, 09:44 Uhr

Probendarstellung: Kupferspule (Meatball) in der Nutzungsphase
Probendarstellung: Kupferspule (Meatball) in der Nutzungsphase
Probenbeschreibung
Probennummer 3-08-021

Kupferspulen finden hauptsächlich in Elektromagneten, Elektromotoren und in vielen anderen elektronischen Geräten Anwendung. Der elektrische Leiter, in der Regel ein lackisolierter Kupferdraht, wird auf einen zumeist aus Eisen bestehenden Spulenkörper gewickelt. Kupfer ist aufgrund seiner hervorragenden elektrischen Leitfähigkeiten und seiner guten Umformeigenschaften besonders gut eignet. [1] Zur Isolation wird Kunststoff eingesetzt. Kupferspulen sind in der Regel tief im Inneren von elektronischen Geräten verbaut, weshalb der Aufschluss durch manuelle Demontage zeitaufwendig und der automatisierte Aufschluss durch Zerkleinerung technisch aufwendig ist.

Übergeordneter Stoffstrom Metalle, Kunststoffe
Herkunft Aufbereitung von Elektro- und Elektronikschrott
Lebenszyklusabschnitt Nutzung
Komponenten
  • Kupfer (Wicklung)
  • Eisen (Kern)
  • Kunststoff (Isolation)
Angaben zur Rezyklierbarkeit

Ein zentrales technisches Problem bei der Verwertung von Elektro- und Elektronikschrott besteht darin, dass wertvolle NE-Metalle, insbesondere Kupfer, in Verbunden auftreten. Ein Beispiel dafür ist die hier dargestellte Kupferspule. Der Kupferdraht ist eng um einen eisenhaltigen Kern gewickelt. Kupfer und Eisen werden in jeweils eigenen schmelzmetallurgischen Recyclingrouten weiterverarbeitet.

Die Trennung von in elektrischen Geräten verbauten Komponenten, hier Kupfer, Stahl und Kunststoff, ist technisch aufwendig. Voraussetzung für eine Sortierung nach Materialart ist der Aufschluss der Komponenten. Dieser erfolgt in seltenen Fällen durch manuelle Demontage und meistens automatisiert durch Zerkleinerung in einer Hammermühle. Der Aufschluss durch Zerkleinerung ist nicht vollständig. Es entstehen sogenannte Meatballs. Der Aufschluss von Kupfer, Stahl und Kunststoff kann durch weitere Zerkleinerungsschritte verbessert werden. Durch eine anschließende Sortierung können Kupfer- und Eisen-Vorkonzentrate erzeugt werden. Kupfer kann anschließend über die Kupferroute und das eisenhaltige Konzentrat über das Elektrostahlverfahren verwertet werden. Erfolgt kein Aufschluss, gelangen die Meatballs über Magnetscheider vollständig in die Fe-Metallfraktion. Im anschließenden Stahlrecycling führt das Kupfer zu Verunreinigungen, die die Qualität des Stahls und damit dessen mögliche Anwendungsgebiete mindern. In Deutschland wird ca. 45% des Kupferbedarfs durch die Rückgewinnung von Sekundärrohstoffen gedeckt. Das Recycling von Kupfer erfolgt dabei ohne Qualitätsverluste. [2] Das aus Kupferspulen gewonnene Kupfer kann dazu beitragen, diesen Bedarf zu decken.

Literaturverzeichnis

  1. ↑ Hagedorn, J., Sell-Le Blanc, F., & Fleischer, J. (2016). Handbuch der Wickeltechnik für hocheffiziente Spulen und Motoren. Springer Vieweg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-49210-9
  2. ↑ Bargel, H.-U., Schulze, G., & Hübner, P. (2023). Werkstoffe für Ingenieure (2. Aufl.). Springer Vieweg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-71912-1
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