Metallische Werkstoffe mögen zwar häufig aus mitunter sehr komplexen Legierungen bestehen. Doch ganz ähnlich wie bei ihrer ursprünglichen Herstellung, so benötigt es prinzipiell nur genügend Hitze, um die beteiligten Elemente aufzuschmelzen und wieder trennen zu können.
Dadurch sind die allermeisten Metalle – theoretisch – nahezu unendlich oft recycelbar. Der dahinterstehende Kreislauf zählt nicht nur zu den mit Abstand ältesten Anwendungen einer echten Rohstoffrückgewinnung, sondern ist heute eine der wichtigsten Quellen für Metalle sämtlicher Arten – und überdies enorm bedeutend für Umwelt, Natur und Klima.

Das Sammeln von Abfällen zwecks Wiederverwertung wird landläufig als ein im 20. Jahrhundert aufgekommenes Phänomen angesehen. Bei Metallen allerdings ist der Recycling-Gedanke in Theorie und Praxis ähnlich alt wie die Nutzung von Metallen und daraus bestehenden Produkten selbst.

Wie etwa in unserem Beitrag über die Eisen- und Stahlherstellung in früheren Zeiten zu lesen ist, so war es damals überaus schwierig und aufwendig, Roheisen aus Erzen zu gewinnen. Bei anderen Metallen war es kaum anders.
Schon früh lag deshalb der Gedanke nahe, bereits gefertigte Metallprodukte nach Beschädigung oder Nutzungsende zu recyceln – und sich so die aufwendigsten Schritte der Primärmetallerzeugung zu ersparen. Das erfolgte entweder durch umfassendes Umformen, respektive Umschmieden, oder gänzliches Aufschmelzen.
Seit diesen Frühtagen der Metallherstellung hat sich an den Gründen nichts geändert, selbst wenn viele heute bekannte Metalle erst deutlich später entdeckt wurden. Naturgemäß wurde dieser frühe Wertstoffkreislauf nicht so organisiert betrieben, wie es heute der Fall ist.
Nichtsdestotrotz handelt es sich dennoch um das erste nachgewiesene und breit betriebene Recycling der Menschheitsgeschichte. Nur bei Glas lässt sich eine ähnlich alte Herangehensweise finden; wobei Gläser damals deutlich seltener waren als Metallprodukte – hauptsächlich aufgrund ihres schmäleren Einsatzbereichs.

Bezogen auf die gesamte Nutzungsgeschichte ist die industrialisierte Metallerzeugung relativ jung. Durch die damit einhergehenden extremen Produktions- und Nutzungsmengen haben sich auch die Gründe gewandelt, warum das Metall-Recycling in einem solchen Ausmaß betrieben wird.
Heutzutage lassen sich hierbei einige wesentliche Motivatoren feststellen:

1. Seltenheit: Viele Metalle kommen in der Erde entweder generell selten vor oder sind ungünstig geographisch verteilt. Recycling streckt daher die verfügbaren Ressourcen.
2. Kostbarkeit: Unter anderem Edelmetalle stellen einen beträchtlichen Wert dar –ganz gleich, ob ideeller oder technologischer Natur. Mitunter kann es hierbei zusätzlich oder alternativ von Interesse sein, die im Umlauf befindliche Edelmetallmenge zu limitieren, damit es durch zusätzliche Förderung nicht zu inflationären Erscheinungen kommt.
3. Aufwand: Sowohl, was die Förderung anbelangt, als auch die Extrahierung, sind einige Metalle nur sehr aufwendig zu gewinnen. Zum Beispiel, weil die leichter erreichbaren Ressourcen schon abgebaut wurden.
4. Reserven/Unabhängigkeit: Nicht zuletzt aus strategischen Gründen ist es für einige Metalle interessant, sie nicht zu fördern, sondern sich stattdessen auf Recycling-Produkte zu verlassen, solange die regulären Rohstoffkreisläufe funktionieren. Dadurch verbleiben sichere Reserven im eigenen Land bzw. Einflussbereich. Ähnlich verhält es sich bei Primärmetallen, die nur in anderen Staaten gefördert/hergestellt werden.
5. Natur– und Umweltschutz: Bei verschiedenen Metallen bedeutet die Exploration starke Verheerungen der Landschaft. Recycling minimiert diese.
6. Energieersparnis und/oder Emissionsvermeidung: Sekundärmetallherstellung benötigt durch die ausfallende Exploration und Trennungsschritte weniger Energie und verursacht ebenso weniger Emissionen; etwa CO₂.

Insbesondere die beiden letztgenannten Gründe sind tatsächlich ein erst seit einigen Jahrzehnten auftretendes Phänomen. Die anderen Punkte existieren jedoch schon deutlich länger. Sie gehen zurück bis zur Renaissance und teils sogar darüber hinaus.

Sehr viele heute verwendete Metallprodukte bestehen aus Legierungen – also im Schmelzprozess miteinander vermischte Elemente, vor allem metallischen Ursprungs. Grundsätzlich lässt sich deshalb bei Überschreiten der Schmelztemperatur jede Legierung und somit jedes Metall wieder in seine ursprünglichen Elemente aufteilen.
Das ist eine der größten Stärken des Metall-Recyclings; vor allem im direkten Vergleich mit anderen Rohstoffen. Bei einer korrekten Aufbereitung hat der Recycling-Prozess bei keinem einzigen Metall einen nachteiligen Effekt. Das heißt, die einzelnen Elemente können ohne Qualitätseinbußen beliebig oft wieder eingeschmolzen und in neuen Legierungen und Werkstoffen eingesetzt werden.

Tatsächlich können sich heute deshalb in jedem Metallprodukt Bestandteile finden, die mitunter schon vor Jahrhunderten gefördert wurden. Bei Aluminium etwa, so schätzen Experten, befinden sich ganze 75 Prozent der jemals hergestellten Primärmetalle noch in Form von Sekundärmetallen im Gebrauch.
In der Praxis allerdings ist der Metallkreislauf nicht immer die bestmögliche Herangehensweise. Auch das hat verschiedene Gründe:

• Ökonomie: Je aufwendiger es ist, Altmetalle zu sammeln, zu trennen und die Legierungen wieder in ihre Bestandteile aufzuschmelzen, desto weniger wirtschaftlich ist das Recycling gegenüber der Primärmetallfertigung.
• Komplexität: Je größer die Anzahl von Legierungselementen, desto aufwendiger wird deren Trennung. Insbesondere bei Metallen im Elektronikbereich wirkt dieser Faktor zusammen mit einer relativ geringen absoluten Materialmenge.
• Verluste: Aus prozesstechnischen Gründen geht beim Einschmelzen stets ein gewisser Anteil des Metalls verloren, weil es in der Schlacke gebunden wird. Je nach Menge und Seltenheit kann dies ebenfalls die Wirtschaftlichkeit beeinträchtigen.
• Seltenheit: Viele Metalle werden industriell nur in geringsten Mengen verwendet; etwa Gallium. Dadurch ist es sehr komplex, sie von anderen Elementen zu isolieren.
• Gefährlichkeit: Mitunter können Metalle selbst gefährlich oder durch ihre Nutzung belastet sein. Etwa durch die Verwendung radioaktiv gewordene Bauteile aus Kernreaktoren oder Strahlentherapiegeräten. Schon mehrfach gab es hierbei schwerwiegende Industrieunfälle, weshalb solche Metalle tendenziell häufig endgelagert werden.

Grundsätzlich lässt sich derzeit jedoch eine global sehr starke Tendenz zu möglichst umfassendem Metall-Recycling eindeutig erkennen. Hauptsächlich liegt das in steigenden Förderkosten und generell Primärmetallpreisen begründet. Ebenfalls spielen geostrategische Überlegungen eine immer stärkere Rolle – speziell, da vielen Staaten Chinas diesbezüglich sehr weitreichende Quasi-Monopole ein Dorn im Auge sind. Naturgemäß hat das Thema Umwelt, Natur und Klima eine ebenfalls dramatisch steigende Bedeutung. Insbesondere bei massenhaft eingesetzten Metallen.
Zusammen macht all das es interessanter, Metalle zu recyceln, selbst wenn dafür teilweise erst noch Techniken entwickelt werden müssen. Diesbezüglich wird derzeit ebenfalls intensiv geforscht, weshalb sich die Recycling-Quoten in der Breite in den kommenden Jahren und Jahrzehnten nochmals deutlich steigern dürften.

Zwischen Theorie und Praxis klaffen oft breite Lücken. Sehr gut zu sehen ist dies bei der Recycling-Rate unterschiedlicher Metalle. Theoretisch wären hier, abzüglich der unvermeidbaren Verluste, überall 100 Prozent möglich. Praktisch hingegen ist es jedoch deutlich weniger. Die folgenden Daten zu Recycling-Quoten der Metalle stammen aus einer Arbeit des UN International Resource Panel:

Die exakten Recycling-Raten einzelner Metalle unterscheiden sich stark zwischen den Ländern und den Jahren – Letzteres aufgrund der volatilen Rohstoffpreise. Einheitlich hoch ist lediglich die Rate bei Edelmetallen. Gold etwa wird zu fast 90 Prozent recycelt. Doch schon bei Platin und Palladium sind es lediglich 60 Prozent – primär aufgrund ihrer eher geringen Menge und des daher nötigen Recycling-Aufwandes. In der EU werden sogar mehr als 90 Prozent aller Edelstahlprodukte wieder rezykliert.

Eine lineare Wirtschaft kennt nur Rohstoffgewinnung, Produktion, Verteilung, Verbrauch und anschließend eine endgültige Entsorgung. Der Rohstoffkreislauf ist jedoch idealerweise ein buchstäblich geschlossener Kreis, nicht nur bei Metallen. Er enthält zwar ebenfalls die gerade genannten Schritte, nach dem Ge- oder Verbrauch nimmt er aber einen anderen Weg:

1. Sammeln: Ob „Gelbe Tonne“ oder Schrottplatz, in diesem ersten Schritt werden alle Metallabfälle an einer zentralen Stelle zusammengebracht. Das ist bereits wichtig, um eine erste Selektion gegenüber anderen Abfällen und Rohstoffen durchzuführen.
2. Trennen/Sortieren: Je sortenreiner die unterschiedlichen Metallabfälle sortiert werden, desto einfacher ist die abschließende Wiederaufbereitung. Daher werden mit unterschiedlichen technischen Verfahren beispielsweise Eisen- von Nichteisenmetallen getrennt.
3. Reinigen: Viele Metalle sind mit anderen Stoffen verbunden bzw. verunreinigt, die beim Recycling nichts zu suchen haben oder einen anderen Wertstoffkreislauf gehen sollen. Wo nötig, werden daher beispielsweise Lacke, Etiketten oder Kunststoffe durch verschiedene Prozesse abgetrennt. Ziel ist ein möglichst reiner Metallschrott.
4. Schreddern/Kompaktieren: Die Metallherstellung benötigt eine möglichst einheitliche Beschaffenheit. Daher wird der Schrott durch mechanische Bearbeitungen zerkleinert, granuliert oder verpresst – je nach Metall und Anforderungen.
5. Einschmelzen/Trennen: Der Schrott wird in Hochöfen eingeschmolzen. Noch vorhandene Verschmutzungen werden dabei verbrannt. Bei Legierungen wird überdies versucht, die unterschiedlichen aufschmelzenden Metalle möglichst sortenrein abzutrennen, damit von jedem eine Schmelze mit hohem Reinheitsgrad verbleibt.
6. Gießen: Sofern das noch flüssige Recycling-Metall nicht sofort mit anderen Metallen legiert wird, erfolgt typischerweise ein Abguss in Barren oder andere standardisierte Formen. Diese haben einen gleichbleibenden Reinheitsgrad und eine ebensolche Formgebung. Daher sind sie perfekt kalkulierbar, um daraus in späteren Prozessen neue Legierungen und Metallprodukte anzufertigen.

Dieses grundsätzliche Prinzip ist bei praktisch jedem Metall, das recycelt wird, gleich. Es kann sich allerdings im Detail unterscheiden. Wenn beispielsweise Schmuck- und Zahngold eingeschmolzen werden, dann sind die vorherigen Reinigungsschritte meist deutlich weniger aufwendig.

Die Recycling-Raten aus dem vorletzten Kapitel zeigen, wie viel Potenzial es bei verschiedenen Metallen noch gibt. Die diesbezüglichen Entwicklungen erfolgen jedoch keinesfalls nur aus Gründen des Natur-, Umwelt- und Klimaschutzes. Vielmehr existieren verschiedene heute oder mitunter zukünftig benötigte Metalle schlicht nicht in solchen Mengen in der Erdkruste, die eine geringe Recycling-Rate überhaupt gestatten würden.

Nehmen wir etwa Scandium. Aktuell hat das Seltenerdmetall eine sehr geringe Recycling-Quote. Allerdings wird derzeit intensiv an Aluminiumscandiumnitrid geforscht – ein bedeutendes künftiges Halbleitermaterial.

Sollte sich eine solche Nutzung durchsetzen, wären die förderbaren Reserven in der Erdkruste rasch erschöpft. Ähnlich könnte es bei anderen Metallen geschehen, die nicht so häufig in der Erdkruste vorhanden sind wie Aluminium, Eisen oder Magnesium.

Das bedeutet, in naher oder ferner Zukunft dürfte es bei einigen Metallen zu Situationen kommen, in denen Recycling die einzige Quelle ist, um frischen Rohstoff für die Fertigung neuer Produkte zu gewinnen. Dementsprechend müssen die dafür nötigen Prozessketten und Verfahren noch deutlich ausgebaut werden.

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