01.10.2020

Rohstoffe aus Abfall: Transfer in Industriemaßstab erfolgreich

Aus Stroh Gold spinnen. Die Forderung des Rumpelstilzchens an die arme Königstochter hat schon immer die Idee von Alchimisten beflügelt. Jetzt in abgewandelter Form die der Uni Duisburg-Essen. Sie spinnen nicht, sondern verwandeln Abfall wieder in wertvolle Rohstoffe.

Rohstoffe aus Abfall

Rohstoffe aus verunreinigten Metallspänen

Rohstoffe aus verunreinigten Metallspänen zurückgewinnen – das allein schon kommt einem Wunschtraum der Menschheit gleich. Daraus aber auch noch wertvolle Materialien wiederverwenden, übersteigt fast jedes Vorstellungsvermögen moderner Wissenschaft.

Das Ganze funktioniert nicht nur im Labor, sondern auch in der Praxis. Diese nachhaltige Ressourceneffizienz verspricht jetzt eine Entölungs-Anlage, die die Universität Duisburg-Essen (UDE) mit regionalen Projektpartnern entwickelt und in Herne in Betrieb genommen hat. Bis zu 40 Prozent weniger Energie im Vergleich zu anderen Methoden soll das Verfahren bringen. Umsetzung des Projektes „Kompass – Kontinuierliche Öl- und Metallrückgewinnungs-Prozessanlage für Schlämme und Späne“ hat das Bundesforschungsministerium mit 1,7 Millionen Euro gefördert.

Keine Metallbearbeitung ohne Kühlung und Schmierung

Wer Metalle bearbeitet, nutzt dazu Kühlschmierstoffe und Öle. Damit lässt sich die Reibung zwischen Werkstück und Werkzeug verringern. Zugleich werden entstehende Wärme und bei der Bearbeitung anfallende Späne abgeführt.

„Die Späne enthalten dieselben Metalle wie das Fertigprodukt“, sagt UDE-Professor Rüdiger Deike vom Institut für Technologien der Metalle (ITM). Allerdings verunreinigten sie Schmierstoffe und Öle. Dadurch verlören sie deutlich an Wert. Deike: „Dabei sind die Legierungselemente häufig teure wirtschaftsstrategische Rohstoffe.“ 

Rückführung in den Wertstoffkreislauf

Fünf Jahre hat das Team um Deike gemeinsam mit dem Institut für Energie- und Umwelttechnik (IUTA) sowie den Industriepartnern RHM Rohstoff-Handelsgesellschaft (Mülheim) und Federal-Mogul Burscheid GmbH (heute Tenneco) untersucht, wie sich die Späne im industriellen Maßstab ökonomisch in den Wertstoffkreislauf zurückgeführt ließen.

Herausgekommen ist ein Entölungsprozess, der die Späne mit einem Gemisch aus Wasser und Tensiden in einem mehrstufigen Prozess wäscht und im Kreislauf anschließend trocknet. Das Wasser werde gereinigt und wiederverwendet. Im Vergleich zu bisher genutzten Verfahren soll so der Energieeinsatz um rund 40 Prozent und die CO2-Emissionen um gut zwei Drittel sinken.

Hochlegierte Stahlspäne
Hochlegierte Stahlspäne nach der Reinigung, bereit für die Wiederverwendung im Betrieb

Problem Entölung beim Abfall

Schwieriger sei die Entölung beim Abfall. Er entsteht beim Schleifen von Metall.

„Die Partikel sind wegen ihrer kleineren Korngröße schlechter vom Öl zu trennen“, so Deike.
Doch auch hierfür haben die Wissenschaftler ein Verfahren im Technikumsmaßstab entwickelt, mit dem man Mengen von 100 kg pro Stunde entölen könne.

Natürliche Ressourcen

Rohstoffe zählen neben biologischer Vielfalt, Wasser, Boden oder auch sauberer Luft zu den natürlichen Ressourcen. Man unterscheidet:

  • erneuerbare Rohstoffe als Produkte der Land- oder Forstwirtschaft und
  • nicht erneuerbare Rohstoffe wie Erdöl, Kohle, Erze und andere Mineralien.

Unsere industrialisierte Wirtschaft ist in hohem Maße auf Rohstoffe angewiesen. Im Zuge der wachsenden Weltwirtschaft sind die Nachfrage nach Rohstoffen und damit die Rohstoffkosten in den vergangenen Jahrzehnten weltweit stark angestiegen. Neue Lagerstätten werden immer schwerer zugänglich. Der Aufwand sie zu erschließen steigt und damit auch der Preis für die geförderten Rohstoffe.

Gewinnung nicht erneuerbarer Rohstoffe

Zudem geht die Gewinnung nicht erneuerbarer Rohstoffe durch Bergbau häufig mit erheblichen ökologischen Auswirkungen einher. Der Bergbau erfordert meist massive Eingriffe in den Naturhaushalt. Die Bereitstellung erneuerbarer Rohstoffe durch Land- und Forstwirtschaft gestaltet sich zudem oft problematisch. Anbauflächen stehen nur begrenzt zur Verfügung.

Eine Ausweitung der Produktion land- und forstwirtschaftlicher Güter geht deshalb tendenziell zu Lasten der Flächen natürlicher und naturnaher Ökosysteme. Eine weitere Folge ist eine intensivere Bewirtschaftung bestehender Flächen. Sie nutzt wiederum Böden aus, belastet Gewässer und führt zu Verlusten der biologischen Vielfalt.

Autor: Friedrich Oehlerking (Freier Journalist und Experte für Einkauf, Logistik und Transport)