05.09.2019

Zuse-Gemeinschaft will mehr Recycling von Rohstoffen

Wer beschafft, sollte auch wissen, wie er das beschaffte Gut wieder los wird. Die Zuse-Gemeinschaft fordert in diesem Sinne die Industrie zu mehr Recycling von Rohstoffen auf – nicht nur von Kunststoffen, sondern auch von anderen Materialien. Dafür entwickelt die Gemeinschaft kostensparende Verfahren.

Sand wird wie andere Rohstoffe knapper. Daher wird zunehmend am Recycling von Rohstoffen geforscht.

Personalisierte Angebote wichtigster Entscheidungsgrund

Wie Sand am Meer – diese Metapher zog man früher gern für unendliches Vorhandensein eines Gutes heran. Doch spätestens, seit die Araber Sand in Unmengen nicht mehr nur am, sondern auch im Meer verbauen, wird das Quarzgebilde der Natur zunehmend knapp. Warum eigentlich, könnte man fragen. Die Araber haben doch den Sand direkt vor ihrer Haustür liegen. Das Problem: Zum Bau eignet sich der für arabische Gegenden typische Wüstensand nicht. Wind und Wetter haben die Sandkörner im Laufe der Zeit kugelrund geschliffen, so dass sie keine für einen Bau grundlegende konsistente Masse mehr bilden. Der dafür geeignete vielkantige Sand muss aus anderen Weltgegenden herangeschafft werden. Doch dort wird dieser auch gebraucht – für Straßen, Hochhäuser, Glasindustrie etc. Was macht der Rohstofflogistiker mit knappen Gütern: er recycelt. Die Zuse-Gemeinschaft fordert jetzt grundsätzlich mehr Recycling von Rohstoffen.

Gegen weltweite Übernutzung von Ressourcen

Mehr Recycling von Rohstoffen ist nicht nur bei Kunststoffen, sondern auch bei vielen anderen Produkten und Materialien erforderlich, um die weltweite Übernutzung von Ressourcen zu bremsen. Das gilt für Metalle in Elektrogeräten oder Industrieanlagen ebenso wie für Sand oder Kies in Baustoffen.

Darauf macht jetzt die Zuse-Gemeinschaft in einer Pressemitteilung aufmerksam. Ihre Forschungsinstitute arbeiten demnach für Schlüsselbranchen erfolgreich am sparsameren Umgang mit wertvollen Rohstoffen.

Recycling von Rohstoffen: Beispiel Rohstoff Bauxit

Für Verpackungen gelten gesetzliche Vorgaben zur Steigerung des Recyclinganteils. Zunehmend wächst das Interesse an mehr Recycling – vorausgesetzt, es gibt entsprechende wirtschaftliche Anreize. Das gilt z.B. für den begehrten Rohstoff Bauxit, als Erz ein wichtiger Grundstoff für feuerfeste Werkstoffe. Die auch als Feuerbetone bekannten Produkte braucht man in Stahlwerken, Gießereien oder Kraftwerken mit ihren sehr hohen Temperaturen.

Der Zugang zu den asiatischen Rohstoffquellen dürfte künftig nicht leichter werden, schreibt die Zuse-Gemeinschaft. Das erhöhe die Attraktivität des Recyclings in Deutschland. Feuerfeste Produkte seien aber empfindlich auf die Auswahl der Rohstoffe. Zudem seien die fürs Recyceln vorgesehenen, eigentlich wertvollen Teile häufig leicht verunreinigt, etwa durch das Eindringen von Gasen oder Flüssigkeiten.

„Daher untersuchen wir, welche Auswirkungen bestimmte Verunreinigungen auf die Eigenschaften feuerfester Produkte haben und wie sich Rezepturen zielgerichtet auf den Einsatz von Recyclat-Rohstoffen hin optimieren lassen“,

erläutert Christian Dannert von der Forschungsgemeinschaft Feuerfest (FGF), Mitglied der Zuse-Gemeinschaft.

Verarbeitung von Feuerbetonen

Feuerbetone werden ähnlich wie Baubetone in Formen gegossen. Die FGF hat Methoden zur Messung entwickelt, wie sich Verunreinigungen auf die Verarbeitung von Feuerbetonen auswirken. Das Bestimmen elektrischer Ladungen auf Partikeloberflächen in Feuerbetonen ist dabei ein wichtiges Kriterium. Je stärker sich die Partikel abstoßen, desto besser lassen sich die Feuerbetone verarbeiten, die ihren Weg in Formen finden müssen.

Gerät zur Bestimmung elektrischer Ladungen auf Partikeloberflächen in Feuerbetonen
Gerät zur Bestimmung elektrischer Ladungen auf Partikeloberflächen in Feuerbetonen

Die neuen Methoden trügen dazu bei, dass eine Gießerei die feuerfesten Materialien optimal einbauen kann, so Dannert. Das Potenzial zum Einsatz von recycliertem Bauxit in Feuerbetonen wird in der Zuse-Mitteilung alleine in Deutschland auf mehrere 10.000 Tonnen im Jahr beziffert.

Metall und Keramik leuchten mit Röntgen

Benötigt werden Feuerbetone auch in Industrieanlagen fürs Recycling, z.B. von Metallen. Eisen lässt sich durch Magnete relativ gut von anderen Stoffen trennen. Bei Kupfer oder Aluminium ist das schon schwieriger, erst recht, wenn die Stoffe farblich nicht unterscheidbar aus einer Müllverbrennungsanlage kommen.

Für deren feine, saubere Trennung nutzt man am Institut für Angewandte Photonik (IAP) in Berlin-Adlershof die Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA). Dafür bestrahlen die Forscher u.a. Elektroschrott-Teilchen mit Röntgenstrahlung. Die so angeregten Metalle geben Fluoreszenzstrahlung ab, deren Energie für jedes Atom charakteristisch ist. Damit ist eine Unterscheidung der Metalle wie z.B. von Mangan, Kupfer, Nickel, Chrom oder Zink möglich.

Sortierung kleinster Partikel

Herkömmliche Anlagen wenden für die Metallsortierung häufig nur eine Spurbreite bis etwa 2 cm an.

„Wir konnten diese auf 5 bis 10 mm reduzieren“,

erläutert IAP-Projektingenieur Dr. Marius Scheiner. Damit könnten kleinere Partikel noch zuverlässig sortiert werden. Das von den Berliner Forschern eingesetzte Verfahren eigne sich zur Erkennung von Glaskeramikanteilen im Altglas, um solche fürs Glasrecycling gefährlichen Fremdstoffe loszuwerden.

Keramik schmilzt bei höheren Temperaturen als Glas. Das würde im Glas zu Klumpen führen und ist daher auszumerzen. Genau das aber erlaubt die IAP-Methode mit Röntgenfluoreszenz. Das Verfahren harrt noch einer kommerziellen Umsetzung. Mit weiter steigenden Preisen an den Metall- und Recyclingmärkten könnte das IAP-Verfahren künftig attraktiv werden.

Weiterführende Beiträge

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