Wir geben Ihnen Daten fĂŒr gute Taten
© Witzenhausen-Institut fĂŒr Abfall, Umwelt und Energie GmbH (4/2024)
Eine prĂ€zise Erkennung von Fremdstoffen im Bioabfall ist entscheidend, um die QualitĂ€t der Eingangsmaterialien in Behandlungsanlagen zu optimieren. Mit der jĂŒngsten Überarbeitung der Bioabfallverordnung wurden klare Grenzwerte fĂŒr Fremdstoffe festgelegt, die von Entsorgern eingehalten werden mĂŒssen.

Mineralische Reststoffe und Nebenprodukte als Bestandteile reaktiver Bindemittelkomponenten
© Lehrstuhl fĂŒr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der MontanuniversitĂ€t Leoben (11/2022)
Aktuell fallen bei der Stahlerzeugung im integrierten HĂŒttenwerk diverse HĂŒttenreststoffe mit fehlender Verwertungsmöglichkeit an. In diesem Beitrag wird die stoffliche Aufwertung dieser HĂŒttenreststoffe sowie brikettierter kĂŒnstlicher Mineralfasern zu hĂŒttensandĂ€hnlichen Bindemittelkomponenten fĂŒr die Baustoffindustrie behandelt. Die nach im Vorfeld bestimmten QualitĂ€tsmerkmalen unter Zugabe von Korrekturstoffen thermisch behandelten, glasig erstarrten und fein vermahlenen Materiale zeigen in entsprechenden PrĂŒfverfahren hohe hydraulische ReaktivitĂ€t (AktivitĂ€tsindex bis > 100 % nach 28 Tagen). Der hohe Glasgehalt und die optimierten chemischen Parameter der aufbereiteten Stoffe wurden als maßgeblich fĂŒr diese hohe ReaktivitĂ€t identifiziert. Die Erkenntnisse zeigen die bisher ungenutzte Möglichkeit des Upcyclings von (HĂŒtten)Reststoffen zu reaktiven Bindemitteln fĂŒr die Baustoffkreislaufwirtschaft auf.

Aufbereitungstechnische Charakterisierung von Reststoffen der Stahlwerksindustrie
© Lehrstuhl fĂŒr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der MontanuniversitĂ€t Leoben (11/2022)
Die Stahl- und Walzwerk MarienhĂŒtte GmbH mit dem Standort inmitten von Graz ist ein traditionsreiches Unternehmen, welches Betonstahl produziert und hierfĂŒr 100 % Schrott einsetzt. Dieser Schrott wird in einem Elektrolichtbogenofen erschmolzen, metallurgisch nachbearbeitet und als Rohstahl zu sogenannten KnĂŒppeln vergossen und im Walzwerk weiterverarbeitet. Die MarienhĂŒtte ist mit einer Jahresproduktion von rund 400.000 Tonnen Betonstahl auch eines der grĂ¶ĂŸten Recyclingunternehmen Österreichs.

SORT FLUID – Entwicklung und Einsatzmöglichkeiten eines trockenen Dichtesortierverfahrens
© Lehrstuhl fĂŒr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der MontanuniversitĂ€t Leoben (11/2022)
Im Rahmen eines mehrjĂ€hrigen Forschungsprojektes konnte die Umsetzung eines trockenen Schwimm-Sink-Sortierverfahrens zur Aufbereitung metallhaltiger Reststoffe, beginnend vom Labormaßstab ĂŒber den Funktionsprototyp hin zur Serienmaschine erfolgreich bewerkstelligt werden. Dabei hat sich das Verfahren vor allem fĂŒr Nichteisenmetallfraktionen im PartikelgrĂ¶ĂŸenbereich 4-70 mm zur Sortierung in Schwer- und Leichtmetalle als besonders geeignet herausgestellt und verkörpert damit eine geeignete ErgĂ€nzung zu etablierten Sortierverfahren. Neben der Beschreibung der Ausgangssituation und Motivation werden der Entwicklungsprozess sowie Einsatzgebiete aus der Praxis nĂ€her erlĂ€utert.

Digitale Materialstromcharakterisierung und Data Alignment in mechanischen Abfallbehandlungsanlagen
© Lehrstuhl fĂŒr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der MontanuniversitĂ€t Leoben (11/2022)
Schwankungen in der Zusammensetzung des Inputmaterials und ungleichmĂ€ĂŸige Beschickung der Anlage haben eine signifikante Auswirkung auf die Effizienz und EffektivitĂ€t einer Abfallbehandlungsanlage und somit auf DurchsĂ€tze, EnergieverbrĂ€uche und die QualitĂ€t der Outputströme (Curtis et al. 2021, Feil et al. 2019, KĂŒppers et al. 2020). Solche Schwankungen stellen im Bereich fester gemischter AbfĂ€lle aber den Normalfall dar (Khodier et al. 2020). Entsprechend erstrebenswert ist es, dass Anlagen dynamisch und autonom auf Abfallzusammensetzungen reagieren, um stets am Optimum betrieben zu werden (Khodier et al. 2019).

Einfluss von Durchsatz und Inputzusammensetzung auf die sensorgestĂŒtzte Sortierung
© Lehrstuhl fĂŒr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der MontanuniversitĂ€t Leoben (11/2020)
Die sensorgestĂŒtzte Sortierung trĂ€gt maßgeblich zum Recycling von Kunststoffen bei. Diese Technologie wird sowohl in der Vorsortierung von Abfallströmen, zur Gewinnung von Zwischenprodukten, als auch in der Flakesortierung zur Sicherstellung geforderter QualitĂ€ten fĂŒr das Recycling von Kunststoffen eingesetzt. Die Performance der hierzu eingesetzten Aggregate ist abhĂ€ngig vom Durchsatz und der Materialzusammensetzung des zu sortierenden Stoffstroms. Diese beiden Faktoren können (temporĂ€r) von vorgeschalteten Aufbereitungs- und Sortieraggregaten positiv und auch negativ beeinflusst werden. Die vorliegende Ausarbeitung gibt einen Überblick ĂŒber die Ergebnisse bislang durchgefĂŒhrter Forschungen, sodass quantitative Aussagen bezĂŒglich der Performance von sensorgestĂŒtzten Sortierern in AbhĂ€ngigkeit der genannten Faktoren ermöglicht werden. Da sowohl der Durchsatz wie auch die Materialzusammensetzung eines Stoffstroms Schwankungen unterworfen sind, wird die Bedeutung von Schwankungen wie auch ein Ansatz zu deren Quantifizierung diskutiert. Basierend auf diesen Betrachtungen wird das Potential der StoffstromĂŒberwachung zur Optimierung von Aufbereitungs- und Sortieranlagen diskutiert.

Charakterisierung von Partikeln gemischten Gewerbeabfalls ĂŒber Partikeldeskriptoren zur sensorischen Messung der KorngrĂ¶ĂŸe
© Lehrstuhl fĂŒr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der MontanuniversitĂ€t Leoben (11/2020)
Die Echtzeitsteuerung von KorngrĂ¶ĂŸenverteilungen von grob zerkleinerten festen gemischten AbfĂ€llen bietet großes Potenzial zur Optimierung von Outputströmen mechanischer Abfallaufbereitungsanlagen. Hierbei ist neben geeigneter Aktorik – welche es beispielsweise ermöglicht den Schnittspalt eines Zerkleinerungsaggregates zu verstellen – auch eine Echtzeitmesstechnik fĂŒr die KorngrĂ¶ĂŸenverteilung notwendig. Der vorliegende Beitrag zeigt Möglichkeiten, vereinzelte Partikel basierend auf Partikeldeskriptoren, welche aus einem zweidimensionalen Bild berechnet wurden, ĂŒber Regressionsmodelle in ihre tatsĂ€chliche Kornklasse einzustufen und deren Ergebnisse.

Entwicklung einer Methodik zur Wertstoffgehaltsbestimmung von feinkörnigen AbfÀllen
© Lehrstuhl fĂŒr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der MontanuniversitĂ€t Leoben (11/2020)
Im Forschungs- und Entwicklungsprojekt PROBE soll eine Methode zur Metallgehaltsbestimmung feinkörniger Abfallströme mit Hilfe eines bildauswertenden Verfahrens entwickelt werden. Auf der Basis von RGB-Farbbildern sind Partikel anhand von Farbwerten und Formfaktoren in verschiedene Materialklassen zu klassifizieren und mittels in einer Datenbank hinterlegten FlĂ€chengewichten zu massenbezogenen, stofflichen Zusammensetzungen zu aggregieren. FĂŒr die Klassifizierung werden zwei verschiedene Machine Learning AnsĂ€tze getestet. Das Training der Machine Learning Modelle erfordert gelabelte Trainingsdaten, d.h. einen Datensatz aus Farbbildern der Partikel mit zugehöriger Materialklasse. Dazu werden Referenzmaterialien in mehrere Materialklassen sortiert und partikelweise erfasst (RGB-Farbbild inkl. Partikelgewicht). Erste Untersuchungen zeigen einen starken subjektiven Einfluss des Sortierenden auf das Ergebnis der Handsortierung. Durch ein mehrstufiges Sortierverfahren mit eingebauter QualitĂ€tskontrolle sowie angepasstem Sortierkatalog kann der subjektive Einfluss bei Handsortierungen reduziert und die Erstellung von TrainingsdatensĂ€tzen in hoher QualitĂ€t ermöglicht werden.

Aktives Vorbeugen von BrÀnden durch beschÀdigte Akkus in der Ersatzbrennstoffproduktion mit dem Lindner Feuer-PrÀventionssystem
© Lehrstuhl fĂŒr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der MontanuniversitĂ€t Leoben (11/2020)
Eines der aktuellsten Probleme in der Aufbereitung von AbfĂ€llen zu Ersatzbrennstoffen (EBS) ist das hohe Brandrisiko, grĂ¶ĂŸtenteils bedingt durch die stĂ€ndig steigende Anzahl an Lithiumbatterien im RestmĂŒll. Werden diese beschĂ€digt, kann eine chemische Reaktion in Gang gesetzt werden, welche zu enorm hohen Temperaturen fĂŒhrt. Dieser Umstand kann einerseits zu schweren BeschĂ€digungen der Anlage und schlimmstenfalls zu einem Großbrand fĂŒhren. Um diese Gefahrenquellen zu minimieren, erkennt das Lindner FPS (Feuer-PrĂ€ventionssystem) ĂŒberhitzte Partikel im Materialstrom, kĂŒhlt diese auf ein ungefĂ€hrliches Niveau oder ermöglicht die sichere manuelle Entnahme von nicht kĂŒhlbaren Objekten.

Untersuchungen zur mechanischen Entschichtung von Elektroden aus Lithium-Ionen-Altbatterien
© Lehrstuhl fĂŒr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der MontanuniversitĂ€t Leoben (11/2020)
Der weltweite zunehmende Einsatz von LIB fĂŒhrt auch zu einer steigenden Menge von Produktions- und KonsumptionsrĂŒckstĂ€nden, die unter BerĂŒcksichtigung der ökologischen und wirtschaftlichen Nachhaltigkeit entsorgt werden mĂŒssen. Idealerweise werden die Materialien aus den Neuschrotten oder Altbatterien in die Produktion neuer Batterien zurĂŒckgefĂŒhrt. LIBs enthalten werthaltige Metalle, wie Aluminium, Eisen, Kupfer, Lithium, Kobalt, Nickel und Mangan. Diese Metalle, ausgenommen Eisen, bilden hauptsĂ€chlich die Stromleiterfolien und Beschichtungen der Elektroden. Aktuell werden Lithium-Ionen-Batterien industriell in Recyclingverfahren behandelt, die auf energie- und kostenintensiven pyrometallurgischen oder hydrometallurgischen Prozessen mit begrenzten KapazitĂ€ten, niedrigen Recyclingraten und einer wirtschaftlichen AbhĂ€ngigkeit von Kobalt und Nickel als Kathodenmaterialien basieren. Bei diesen Prozessen werden vornehmlich Kobalt, Nickel und Kupfer zurĂŒckgewonnen, wohingegen Lithium, Aluminium und Mangan in der Schlacke verbleiben und durch VerfĂŒllung verwertet werden. In Zukunft wird angestrebt, die gesetzliche Recyclingeffizienz von 50 Masseprozent zu erhöhen, und speziell die Kathodenbeschichtungsmaterialien aus ProduktionsrĂŒckstĂ€nden direkt fĂŒr neue Batterieanwendungen wiederzuverwenden (Werner et al. 2020).

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