Recycling und Rohstoffe 4 (2011)
| Recycling im Spannungsfeld von Entsorgung, Rohstoffsicherung und Energieversorgung Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h. c. Karl J. Thomé-Kozmiensky Die Abfallwirtschaft hat sich in Deutschland seit dem ersten Abfallgesetz von 1986 systematisch von der Entsorgungswirtschaft zu einer Mittlerposition zwischen Entsorgung und Versorgung entwickelt; das betrifft die Bereiche Rohstoffe und Energie (Bild 1). Begünstigt wird diese Position durch die Zwangssituation des notwendigen sicheren – d.h. auch hygienischen, umwelt- und klimaschonenden – Umgangs mit Abfällen einerseits und durch das in den Abfällen enthaltene Ressourcenpotential andererseits. Zahlreiche Abfallwirtschaftsunternehmen, die ihre Aktivitäten nur oder zu erheblichem Anteil in den Bereichen der thermischen Abfallbehandlung und der energetischen Abfallverwertung hatten, beschränken sich heute nicht mehr auf ihr ursprüngliches Aufgabenfeld. Nicht selten betreiben sie auch Sortier-, Kompostierungs-, Biogas-, Wind-, Biomasse- und Solaranlagen. Einige Unternehmen der Energiewirtschaft – z.B. EnBW, E.ON, MVV und Vattenfall – haben sich längst zusätzlich zu ihren traditionellen Aufgaben der energetischen Abfallverwertung und zum Teil auch des Recyclings angenommen. |
| Sind Duale Systeme überflüssig? Burkhard Landers Der bvse ist der Bundesverband in der Recycling- und Entsorgungswirtschaft, der unabhängig von Interessenlagen einzelner Konzerne wirksamen Einfluss auf die Entscheidungsprozesse in umwelt- und abfallrechtlichen Belangen auf europäischer als auch auf Bundes- und Landesebene nehmen kann. Das ist gerade bei der Einführung der Wertstofftonne von wesentlicher Bedeutung. Wir können frei von falscher Rücksichtnahme unsere Positionen artikulieren, weil wir uns nicht als Vertreter der Dualen Systeme sehen, sondern als Vertreter der Unternehmen der mittelständischen Recycling- und Entsorgungsunternehmen. Daher freue ich mich über die Gelegenheit, einige grundsätzliche Überlegungen darüber anstellen zu dürfen, ob Duale Systeme noch gebraucht werden oder nicht. |
| ProgRess: Das deutsche Ressourceneffizienzprogramm 2011 Dipl. Math. Reinhard Kaiser Als ob nicht alles schon kompliziert genug wäre! Der Klimawandel schreitet voran. Das Klimaziel, den Anstieg der Durchschnittstemperatur bis 2050 auf 2 Grad gegenüber der vorindustriellen Zeit zu begrenzen1, erscheint nur bei größten Anstrengungen in der Energiepolitik und gravierenden Maßnahmen in der Agrarpolitik erreichbar.Und jetzt zeigt sich: Wir haben nicht nur eine Klima- wir haben darüber hinaus eine Ressourcenkrise. |
| Recycling gegen Rohstoffrisiken? – Rohstoffsicherung als Herausforderung
für den Industriestandort Deutschland – Dr. Hubertus Bardt Ein Industrieland wie Deutschland ist auf vielfältige natürliche Rohstoffe angewiesen. Insbesondere müssen Primärmetalle vollständig importiert werden. Die Sicherung der Versorgung mit natürlichen Rohstoffen ist vielfältigen Risiken ausgesetzt. Auch wenn geologisch genügend Rohstoffe vorhanden sind, steigen die Risiken an. Investitionen sind unsicher, freier Handel mit Rohstoffen ist bedroht, Preisrisiken drohen. Um mit diesen und weiteren Risiken umgehen und die Versorgung der Industrie sichern zu können, sind umfangreiche Maßnahmen auf allen Ebenen notwendig. Zunächst ist es eine unternehmerische Aufgabe, die notwendigen Rohstoffe zu beschaffen. Der Staat ist nicht in der Pflicht, Rohstoffe für die Industrie einzukaufen. Aber er hat andere Aufgaben, beispielsweise im Rahmen der diplomatischen Vertretungen. Unternehmen müssen ebenso handeln wie staatliche Stellen. Auch gemeinsames Vorgehen ist notwendig, beispielsweise bei der Verbesserung der Recyclingmöglichkeiten. |
| Recycling für den Umweltschutz – Vergleich der CO2-Emissionen beim Einsatz von Primär- und Sekundärrohstoffen – Dr.-Ing. Hartmut Pflaum, Dr.-Ing. Markus Hiebel, Boris Dresen, Dipl.-Ing. Carsten Schweden Fraunhofer UMSICHT hat im Auftrag eines Unternehmens der Kreislaufwirtschaft eine Studie erstellt, um die CO2-Emissionen bei der Nutzung von Primärrohstoffen mit denen von ausgewählten Sekundärrohstoffen aus dem Recycling-Bereich miteinander zu vergleichen und zu bewerten. Durch die Substitution des Herstellungsprozesses mit einem oft weniger energieaufwändigen Recyclingprozess kann eine Ersparnis in Höhe der Differenz zwischen den Emissionen des Herstellungsprozesses und des Recyclingprozesses erzielt werden. So war es möglich, die CO2-Emissionen und Einsparungen unternehmensspezifisch anhand von realen Recyclingprozessen zu ermitteln. Die Sekundärrohstoffströme umfassen, Metalle, Holz, Papier, Kunststoffe, Elektroaltgeräte und Leichtverpackungen aus dem Dualen System. |
| Rohstoffe für Zukunftstechnologien Dr. rer. nat. Dipl.-Chem. Frank Marscheider-Weidemann, Dr.-Ing. Luis A. Tercero Espinoza, Dr. Gerhard Angerer Nachdem in der Rohstoffversorgung seit dem Ende des Ostblocks in den Industriestaaten kein Problem mehr gesehen wurde, hat sich diese Wahrnehmung in den letzten Jahren drastisch geändert. So greift die Befürchtung um sich, dass die Entwicklung, Nutzung und Vermarktung von Zukunftstechnologien durch Engpässe bei der Versorgung mit Rohstoffen erschwert oder gar verhindert würden. Die Fragestellung der Studie, über die hier berichtet wird, war, welche Impulse von der späteren Nutzung der heute oft noch im Entwicklungsstadium befindlichen Zukunftstechnologien auf die Rohstoffnachfrage ausgehen und auf welche Rohstoffe diese Zukunftsinnovationen besonders angewiesen sind. Am Beispiel ausgewählter Zukunftstechnologien wird gezeigt, zu welchen Ergebnissen ein Foresight des Bedarfs nach Hightech-Metallen kommt. |
| Entwicklung und Umsetzung komplexer Recyclingsysteme unter veränderlichen Rahmenbedingungen Prof. Dr. Daniel Goldmann Die Zeiten für Recycler sind ziemlich bewegt. Wann waren sie das nicht, doch letztlich kann man sich des Eindrucks kaum erwehren, dass die Gesamtlage immer komplexer, teils unübersichtlicher wird und sich zunehmend schneller wandelt. Dieser Beitrag wirft daher vielleicht mehr Fragen auf, als er Antworten geben kann. Dennoch ist es von Zeit zu Zeit nützlich, einen möglichst globalen Blick auf die Situation zu werfen, die uns heute und in Zukunft erwartet und sich entsprechend aufzustellen. In den folgenden Beiträgen dieses Tagungsbandes werden viele dieser Fragen aufgegriffen und aus verschiedenen Blickwinkeln beleuchtet, so dass am Ende auch ein übergreifender Erkenntnisgewinn steht. |
| Eine nachhaltige Seltene Erden-Ökonomie für Europa Dr. Doris Schüler, Stefanie Dittrich Die schnellen Technologieentwicklungen innerhalb der letzten Jahre führten zu zahlreichen neuen High-Tech-Anwendungen von Seltenen Erden und einem deutlichen Anstieg des Verbrauchs. Ein bedeutender Anteil betrifft hierbei Umwelttechnologien. Derzeit gibt es zahlreiche Befürchtungen, dass die Versorgung einiger Seltenen Erden knapp werden könnte, bedingt durch die hohe Nachfrage einerseits und das derzeitige chinesische Monopol bei der Primärförderung in Verbindung mit Exportrestriktionen in 2010 und 2011 andererseits. |
| Theoretisches und nutzbares Wertstoffpotenzial im Restabfall Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Rommel, Dipl.-Ing. (FH) Markus Hertel, Dipl.-Chem. Hermann Nordsieck Immer häufiger hört man die Aussage, dass Abfall eine wenn nicht die Rohstoffquelle der Zukunft sei. Diese Diskussion findet auch im Zusammenhang mit der Novelle des Kreislaufwirtschaftsgesetzes statt. Dabei wird gedanklich oftmals der gesamte Siedlungsabfall mit dem Restmüll aus Haushalten gleichgesetzt und so Potenziale für einzelne Stoffströme in der Abfallwirtschaft mit Potenzialen im Restmüll vermengt. Zielsetzung einer Studie war deshalb, Aufschluss über theoretische und tatsächliche Potenziale von Wertstoffen im Restmüll aus Haushalten zu erlangen und diese sowohl ökologisch als auch ökonomisch einzuschätzen. Die Studie befasst sich sowohl mit dem Wertstoffpotenzial als auch den Möglichkeiten zur Abschöpfung im Restmüll aus Haushaltungen. Zielstellung war dabei, die Ergebnisse einer qualitativen Bewertung zu unterziehen. Eine inhaltlich tiefer gehende Bewertung der Ökoeffizienz war nicht vorgesehen. |
| Der Markt für Sortieranlagen in Europa Dr. habil. Hilmar Westholm In den meisten europäischen Ländern spielt die stoffliche Verwertung von Abfällen ähnlich wie deren energetische Verwertung noch eine untergeordnete Rolle, in einigen EUMitgliedsstaaten werden noch mehr als neunzig Prozent des Siedlungsabfalls deponiert. Die zuletzt 2008 novellierte EU-Abfallrahmenrichtlinie verspricht hier in den nächsten Jahren erhebliche Veränderungsprozesse, da sie verbindliche Quoten zur Getrennterfassung vorschreibt – so müssen bis 2020 fünfzig Prozent von Papier, Metall und Glas aus Hausmüll sowie siebzig Prozent der nicht gefährlichen Bau- und Abbruchabfälle wieder verwendet oder recycelt werden. Erforderliche Maßnahmen zur Errichtung von Rücknahme-, Erfassungs- und Verwertungssystemen für gebrauchte Verpackungen müssen von den Mitgliedstaaten ergriffen werden. Dies wird dem Markt für Sortieranlagen in Europa einen erheblichen Schub versetzen. |
| Elektro(nik)-Altgeräte – Eine Ressourcenquelle mit Perspektive? – Dipl.- Ing Andreas Habel Deutschland ist einer der größten Rohstoffverbraucher weltweit. Der durchschnittliche Energieverbrauch pro Kopf liegt in der Bundesrepublik im Lauf eines Lebens (Lebensalter 80 Jahre) zwischen 1.000 und 1.100 Tonnen. Fast zwei Drittel davon entfallen auf mineralische Rohstoffe [1]. Gleichzeitig ist Deutschland aber auch ein rohstoffarmes Land. Als führende Industrienation, tätig in vielen High-Tech Sparten und Exportweltmeister ist die heimische Wirtschaft in großem Umfang auf den Import von Rohstoffen angewiesen. Doch die Bodenschätze der Erde könnten schneller zur Neige gehen als bisher angenommen. Stetiges Bevölkerungswachstum und der Aufschwung, gerade in Schwellenländern, steigern den Bedarf weltweit. Die Abhängigkeit unserer Gesellschaft von technischen Rohstoffen nimmt daher rasant zu. Indium beispielsweise ist für die Produktion von Flachbildschirmen und Touchscreens unersetzlich. Die wachsende Solarwirtschaft benötigt für die aktuelle Dünnschichttechnologie eine Reihe seltener Metalle wie Gallium, Selen oder Tellur. Moderne Glasfaserkabel funktionieren nur mit Germanium. Bei klassischen Solarzellen sind Engpässe bei Silizium zu erwarten. Elektro- und Hybridantriebe in Automobilen benötigen große Mengen Kupfer oder Neodym. |
| Rohstoffe für die Elektromobilität Dr. Eckhard Schüler-Hainsch, Sven Knöfel Automobile brauchen Rohstoffe – schon immer. Und sie werden auch immer Rohstoffe brauchen. Automobilität wird auch in Zukunft weiterhin mit Rohstoffnutzung verbunden sein. Allerdings müssen nicht alle diese Rohstoffe notwendigerweise als Primärrohstoffe gewonnen werden. Es existieren sowohl erhebliche Recycling- als auch Effizienzpotentiale. Alle diese Aspekte beleuchtet der folgende Beitrag mit dem Fokus auf Rohstoffe für die Elektromobilität. |
| Ressourceneffizienz durch dezentrale Zusammenarbeit in Recyclingnetzen Prof. Dr.-Ing. Vera Susanne Rotter, Prof. Dr.-Ing. Sabine Flamme, Dipl.-Ing. Ramona Götze, Dipl.-Ing. Steffen Heyer, Dipl.-Ing. Maximilian Ueberschaar 1. Strukturanalyse der deutschen Recyclingwirtschaft 2. Ressourceneffizient der deutschen Recyclingwirtschaft 3. Forschungsansatz 4. Ausblick 5. Literatur |
| E-Waste Ghana – Projektbericht Dipl.-Geogr. Andreas Manhart, Siddharth Prakash, Obed Opoku Agyekum, Yaw Amoyaw-Osei Das niederländische Umweltministerium (VROM-Inspectorate) und die niederländische Vereinigung für die Entsorgung von Metall und elektrischen Produkten (NVMP) haben das Öko-Institut 2009 beauftragt, die Funktionsweise und die sozioökonomischen Auswirkungen der informellen E-Schrott Recyclingstrukturen in Ghana näher zu untersuchen und die strukturellen Stärken und Schwächen des Sektors zu analysieren. Aufbauend auf diese Analyse sollten Vorschläge für technologische und prozessuale Verbesserungen unterbreitet werden. Im besonderen Fokus standen dabei die Frage nach Art und möglicher Ausgestaltung internationaler Recyclingkooperationen. |
| Strategische Ressourcenplanung aus Abfallströmen am Beispiel von Lithium M. Sc. Stella Konietzko In den letzten Jahren waren die Rohstoffpreise von starken Schwankungen geprägt. Nach einer anhaltenden Rohstoffhausse brachen die Preise metallischer Rohstoffe im Zuge der weltweiten Finanz- und Wirtschaftskrise ein. Seit 2009 ist die Erholung an den Metallmärkten jedoch wieder deutlich zu spüren. Dies ist im Wesentlichen auf die steigende Nachfrage aus Schwellenländern wie Brasilien, Russland und Indien sowie insbesondere China zurückzuführen. Die steigende Nachfrage ging mit ebenso wieder steigenden Rohstoffkosten einher. Unternehmen der verarbeitenden Industrie stehen nun vor der Aufgabe, Preis- und daraus resultierenden Planungsunsicherheiten mit geeigneten Strategien zu begegnen. Dies stellt besonders bei neuen Technologien wie beispielweise der E-Mobilität eine Herausforderung dar, da hier die Prognosen für die Marktdurchdringung noch mit großen Unsicherheiten behaftet sind. Allein in den Jahren von 2003 bis 2008 nahmen die Rohstoffkosten einer im E-Fahrzeug eingesetzten E-Maschine und Lithium-Ionen-Batterie um etwa das 3,5-fache zu (Bild 1). |
| Rückgewinnung von Lithium aus Li-Ionen-Traktionsbatterien – Entwicklungen im Rahmen des LiBRi Projektes – Prof. Dr.-Ing. Tobias Elwert, Prof. Dr. Daniel Goldmann, Dr. Thomas Schirmer Seit Beginn der achtziger Jahre des letzten Jahrhunderts laufen Forschungsarbeiten an modernen Elektrofahrzeugen mit Batterien als Energiespeicher. Ein wesentlicher Schwerpunkt war und ist die Entwicklung von kostengunstigen Batterien mit hoher Leistung und Energiespeicherdichte. Mit der Entwicklung der Lithium-Ionen-Batterien (LIB), die heute den Elektronikmarkt in vielen Anwendungsbereichen (z.B. Laptops, Handys) dominieren, existiert ein Batterietyp, der durch Weiterentwicklung zur Traktionsbatterie bereits heute in der Lage ist, eine Reichweite von bis zu 100 km fur PKW rein elektrisch bei einem Batteriegewicht von rund 200 kg darzustellen. |
| Neues Recht für die Verwertung mineralischer Abfälle aus Sicht des Vollzuges Dr.-Ing. Heinz-Ulrich Bertram Mineralische Abfälle bilden mit einem Jahresaufkommen von etwa 240 Millionen Tonnen [1] bundesweit den mit Abstand größten Abfallstrom. Da mineralische Massenabfälle jedoch in der Regel nicht zielgerichtet hergestellt werden, sondern das Ergebnis einer anderweitigen Nutzung von Rohstoffen (z.B. Erzeugung von Metallen oder Energie) sind oder beim Neubau, Umbau oder Abriss von Gebäuden entstehen (z.B. Bauschutt oder Straßenaufbruch), muss davon ausgegangen werden, dass ihre Zusammensetzung nicht exakt der der Primärrohstoffe entspricht, sondern diese durch die in die in Prozesse eingebrachten Rohstoffe oder die ursprüngliche Nutzung geprägt ist. Mineralische Abfälle können sich daher sowohl im Hinblick auf ihre Schadstoffbelastung (Gesamtgehalte) als auch im Hinblick auf ihr Freisetzungsverhalten (Schadstoffkonzentrationen im Eluat) bei vergleichbaren bauphysikalischen Eigenschaften zum Teil erheblich von Primärrohstoffen unterscheiden. |
| NE-Metallgewinnung durch Trockenentschlackung Dr.-Ing. Ralf Koralewska, Dipl.-Ing. Daniel Böni Weltweit hat sich die thermische Abfallbehandlung mit rostfeuerungsbasierten Systemen als die bevorzugte Losung zur nachhaltigen Behandlung von Abfallen durchgesetzt. Dies ist begrundet durch die effiziente Nutzung des Energieinhaltes der Abfalle, die hohe Betriebssicherheit und Verfugbarkeit dieser Anlagen. Der sehr effiziente thermische Aufschluss von Abfall in Mineralien und Metalle unter Gewinnung von Energie in Verbindung mit dem Trockenschlackenaustrag hat sich nicht nur positiv auf die Qualitat der Reststoffe ausgewirkt, sondern das Potenzial des Recycling nachhaltig vergrosert. Das thermische Recycling erfullt heute damit alle an ein modernes Recyclingsystem gestellte Anforderungen, wie hoher Wirkungsgrad, gute Produktqualitat, hohe Energieeffizienz und gunstige spezifische Recyclingkosten. |
| Kommunale Wertstofftonne und Vergaberecht RA Dr. Henning Holz Der viel zitierte Kampf um den Abfall zwischen kommunaler und privater Entsorgungswirtschaft, der mit dem Erlass des Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetzes im Jahre 1994 begann, hat ein neues Streitfeld gefunden: Die Wertstofftonne. Darin sollen die Bürger künftig vor allem Leichtstoffverpackungen (LVP) und stoffgleiche Nichtverpackungen aus Kunststoff und Metallen (stNVP), wie z.B. alte Pfannen und Kochtöpfe, Spielzeug oder Plastikeimer, sammeln. Spätestens ab 2015 sind nach den Vorgaben der EU-Abfallrahmenrichtlinie1 solche Wertstoffe getrennt zu erfassen und vorrangig stofflich zu verwerten. |
| Wertstofftonne und gewerbliche Sammlung RA Hartmut Gaßner Inzwischen gibt es in der deutschen Abfallwirtschaft eine weitgehende Einigkeit darüber, dass mit der Einführung einer einheitlichen Wertstofftonne ökologische und ökonomische Vorteile erreicht werden können. Höchst umstritten ist jedoch die Frage der Systemführerschaft für eine solche Wertstofftonne. Da eine einheitliche Wertstofftonne sowohl den Zuständigkeitsbereich der öffentlich-rechtlichen Entsorgungsträger als auch denjenigen der dualen Systembetreiber nach der Verpackungsverordnung berührt, muss diese Entscheidung im Ergebnis durch den Gesetzgeber getroffen werden. |
| Recycling von Magnesium Dr.-Ing. Christiane Scharf, Dr.-Ing. André Ditze Obwohl Magnesium das achthaufigste Element der Erde ist und die Rohstoffe fur seine Gewinnung als reines Metall fast unbegrenzt verfugbar sind, ist seine Herstellung sehr energieintensiv. Dieses vor allem wegen der grosen Bindungsaffinitat zu Sauerstoff und Chlor. Folglich besitzt das Recycling [1] eine hohe Bedeutsamkeit, da der Metallschrott bereits den Energieinhalt der Reduktion zum Metall innehat. Dessen zunachst ungeachtet existieren durch das o.g. Grundmerkmal der besonderen Affinitat von Magnesium zu anderen Elementen vor allem zwei spezifische Probleme, die wahrend des Recyclings auftreten konnen. Als Erstes muss die flussige Magnesiumschmelze vor Oxidation geschutzt werden. Als Zweites ist deren metallurgische Reinigung mit bekannten Methoden schwierig bzw. nicht moglich. |
| Ist das Ende der Abfalleigenschaften für Schrotte sinnvoll? Dr.-Ing. Alexander Janz, Thomas Schmid-Unterseh, Dr. Karl Biedermann Die novellierte Europäische Abfallrahmenrichtlinie (EU-AbfRRL) strebt eine Europäische Recycling-Gesellschaft an und zählt die Ressourcenschonung zu ihren wesentlichen Zielsetzungen. Die Gesamtauswirkungen der Ressourcennutzung sollen reduziert und die Effizienz der Ressourcennutzung verbessert werden. Zur Steigerung der Ressourceneffizienz durch die Abfallwirtschaft enthält die Abfallrahmenrichtlinie verschiedene Regelungen. Dies sind beispielsweise die fünfstufige Abfallhierarchie mit Recyclingvorrang, die EU-weit getrennte Erfassung zumindest von Papier, Metall, Kunststoff und Glas aus Haushalten bis zum Jahr 2015, deren Verwertung zu bestimmten Quoten bis zum Jahr 2020 oder Regelungen für das Ende der Abfalleigenschaft. |
| Rohstoffversorgung durch Aluminiumrecycling – Der Europäische Ansatz und die globale Realität – Dr.-Ing. Georg Rombach Im November 2008 verabschiedete die Europäische Kommission eine integrierte Strategie, die gezielte Maßnahmen zur Sicherstellung und Verbesserung des Rohstoffzuganges für die EU festlegt. Die vorgeschlagene Strategie stützt sich auf drei Säulen [1]: 1. Rohstoffzugang über internationalen Märkten, Gewährleistung gleicher Bedingungen für industrielle Wettbewerber, 2. Schaffung unterstützender politische Rahmenbedingungen innerhalb der EU, um die nachhaltige Versorgung von europäischen Quellen zu fördern und 3. Förderung von Ressourceneffizienz und Recycling, um den EU-Verbrauch von Primärrohstoffen zu senken und die relative Importabhängigkeit zu verringern. Der letzte Punkt im EU-Aktionsplan für Nachhaltigkeit in Produktion und Verbrauch und für eine nachhaltige Industriepolitik zielt auf die Förderung der Ressourceneffizienz sowie auf optimalen Ressourceneinsatz und Recycling. |
| Thermische Behandlung edelmetallhaltiger Produktionsrückstände Dr. Gebhard Schetter Seit vielen Dekaden werden in so genannten Scheideanstalten Edelmetalle aus Rückstandsprodukten der Elektronik-, Auto- und Chemieindustrie, die in der Regel als Verbundstoffe vorliegen, zurück gewonnen. Dieser Aufbereitungsprozess setzt sich je nach Ausgangsprodukt und Zielsetzung aus mehreren unterschiedlichen Arbeitsschritten zusammen. Zur Entfernung der organischen Verbundstrukturen, bestehend aus Kohlenstoff- und Kohlenwasserstoffverbindungen, haben sich thermische Behandlungsanlagen bewährt. |
| Wertstoff-Ausschreibungsverfahren – Maximierung von Erlöspotentialen durch Wahl der richtigen Ausschreibungskonzeption – Jörg Zablonski Die von der Bundesregierung Ende März 2011 beschlossene Novelle des Kreislaufwirtschaftsgesetzes sieht eine Stärkung der Nutzung werthaltiger Abfälle zur Verbesserung der Ressourceneffizienz vor. In diesem Zusammenhang soll auch die Getrenntsammlung für Wertstoffe weiter ausgebaut bzw. verpflichtend werden. Aus diesem Grund müssen öffentlich-rechtliche Entsorgungsträger zukünftig den Blick noch stärker auf die Vermarktung von Wertstoffen richten, als dies in der Vergangenheit der Fall war. In deutschen Haushalten fallen gemäß der Abfallbilanz des Statistischen Bundesamtes aus dem Jahr 2008 jährlich etwa 48 Tonnen Tonnen an verschiedenen Siedlungsabfällen an. |
| Auswirkungen der Wertstofftonne auf Aufbereitung und Verwertung Dr. Joachim Christiani Unter dem Begriff Wertstofftonne wird an dieser Stelle ein haushaltsnahes Erfassungssystem umschrieben, mit dem eine gemeinsame Sammlung von Verpackungen (LVP) und Nichtverpackungswertstoffen durchgeführt wird. Die technologisch relevanten Eigenschaften dieses Gemisches werden entscheidend vom (dominanten) LVP-Anteil bestimmt. Nicht Gegenstand nachstehender Erörterung sind gemischte Erfassungssysteme ohne Zuweisung von LVP oder unter Einschluss von PPK oder Glas; diese erfordern aufgrund gänzlich anderer physikalischen Eigenschaften etc. eine eigenständige Betrachtung. |
| Rohstoffliche Verwertung von Kunststoffabfällen zur Herstellung von Calciumcarbid Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h. c. Karl J. Thomé-Kozmiensky In der Firma AlzChem Trostberg GmbH wurde ein Verfahren entwickelt, das bei der Produktion von Calciumcarbid den Einsatz von Altkunststoffen und Kunststoffabfallen – vom Unternehmen kunststoffbasierte Kohlenstoffträger (KBK) genannt – erlaubt, um einen Teil der ublicherweise eingesetzten Kokse und Kohlen zu ersetzen. Das Verfahren ist weltweit patentiert, die Anlage am Standort Hart ist nach dem Bundes- Immissionsschutzgesetz genehmigt. Im Sommer 2010 hatte das Landratsamt Altotting den Einsatz von 17.000 Tonnen Kunststoffabfallen pro Jahr am Hauptreaktor, dem Carbidofen 1, erlaubt. Das Verfahren befindet sich seit Herbst 2010 in der betrieblichen Erprobungsphase. |
| Nutzung von Eisenhüttenschlacken Dr.-Ing. Thomas Merkel Bis zur Entwicklung des Hochofenverfahrens zu Beginn der Neuzeit wurde im Zuge der Metallerzeugung ein zähes Gemisch aus Metall und Gestein erzeugt, bei dem die Gesteinsanteile durch wiederholtes Aufheizen und Schmieden vom Metall abgetrennt werden mussten. Von diesem Schmieden (Schlagen, slaggen) leitet sich letztlich auch der metallurgische Begriff Schlacke ab. Im Zuge der Entwicklung der Prozesstechnik hat sich jedoch inzwischen auch die Bedeutung der Schlacke entscheidend geändert: Bei den modernen metallurgischen Verfahren fungiert die Schlacke als wichtiges gezielt eingestelltes Reaktionsmittel, an das extrem hohe Ansprüche gestellt werden. Gleichzeitig verlor die Schlacke auch den Charakter eines lästigen Abfalls und wurde als wertvolles Nebenprodukt erkannt, welches neben dem Hauptprodukt Metall erzeugt wird. Die Entwicklung der metallurgischen Verfahrenstechnik führte dazu, dass heute Stahl im Wesentlichen auf zwei Verfahrensrouten erzeugt wird [1], im Zuge derer auch entsprechende Schlacken gewonnen werden (Bild 1). |
| Rohstoffe und Technologien fĂĽr das Baustoffrecycling Professor Dr.-Ing. habil. Anette MĂĽller Recycling als die Ruckfuhrung von Materialien und Produkten am Ende ihrer Nutzung in den Stoffkreislauf ist kein Phanomen unserer Zeit. Beispielsweise war das Sammeln und Verwerten von Altmetallen, Lumpen, Kleidung, Papier, Knochen und Asche seit dem spaten Mittelalter ublich. In Bezug auf das Baustoffrecycling kann bei den meisten erhaltenen Bauwerken von der Antike bis zum Mittelalter der Ruckgriff auf das Material alterer Bauwerke nachgewiesen werden. Erst nachdem die industrielle Revolution die Massenproduktion von Baustoffen ermoglichte, verlor das Baustoffrecycling seine Bedeutung und war immer nur dann wieder notwendig, wenn in Krisensituationen der Baustoffbedarf nicht anders gedeckt werden konnte. Das meistgenannte Beispiel hierfur ist das Recycling in deutschen Grosstadten nach dem 2. Weltkrieg. |
| Landfill Mining – Rohstoffpotenziale in Deponien Hon. Prof. Dr.-Ing. Matthias Franke, Prof. Dr. Mario Mocker, Dipl.-Ing. Ingrid Löh Die globale Rohstoffsituation hat sich mit dem teilweise rasanten Bevölkerungs- und Wirtschaftswachstum in den letzten Jahren deutlich verändert. Während zunächst vorwiegend die Verknappung von Energierohstoffen wie Erdöl und Erdgas im Fokus der Diskussion stand, zeichnen sich in jüngster Zeit auch Knappheiten für andere Ressourcen wie Metalle und Minerale ab. Hatte sich diese Situation im Zeitraum der Wirtschaftskrise 2008/2009 etwas entspannt, so kletterten die Preise in den letzten Monaten fast wieder auf Vorkrisen- Niveau. Die Industrienation Deutschland ist als rohstoffarmes Land besonders von dieser globalen Entwicklung betroffen. So liegen die Importanteile für Mineralöl und Erdgas bei 97 % bzw. 84 % während Metallrohstoffe (Metallerze und -konzentrate) sogar zu 100 % eingeführt werden müssen [31]. |
| Bioleaching von Schwermetallen und selektive Biorückgewinnung von Phosphat aus Klärschlammasche Professor Dr. rer. nat. Wolfgang Dott, Dr. Maxime Dossin, Dipl.-Ing. (FH) Petra Schacht Die Deponierung schwermetallbelasteter Feststoffe, insbesondere Verbrennungsaschen, wird im zunehmenden Maße problematisch, da ein Einsatz der Aschen in der Landwirtschaft oder Bauindustrie oft nicht möglich ist. Das aus der Erzlaugung bekannte Bioleaching soll als alternatives Sanierungskonzept zur Schwermetallabreicherung und -festlegung in der Asche eingesetzt werden. Die Bioleachingbakterien der Acidithiobacillus Spezies oxidieren Metallsulfide, wodurch Metallionen in Lösung gebracht werden. Gleichzeitig produzieren die Bakterien Schwefelsäure, die säurelösliche Schwermetalle in Lösung bringt. |
| Urban Mining – städtebauliche Rohstoff-Potenziale Professor Dipl.-Ing. Dr. Helmut Rechberger, Dipl.-Ing. David Clement 1. Definition und Potenzial des Urban Mining Der Begriff Urban Mining tauchte wahrscheinlich in den neunziger Jahren zum ersten Mal auf und bezeichnet die Möglichkeit, Siedlungen (Städte) als zukünftige Bergwerke zu verstehen. Der Begriff Städtebau bekommt somit eine zusätzliche Bedeutung, wird in diesem Zusammenhang jedoch aus guten Gründen nicht genutzt. Urban Mining bezieht sich also im Gegensatz zum klassischen Bergbau auf die anthropogenen Ressourcen. Das sind jene Ressourcen, die bereits genutzt werden bzw. wurden. Das anthropogene Lager (ohne Deponien) besteht massenmäßig im Wesentlichen aus Bauwerken und Infrastruktur. Die Masse dieses Lagers wird auf etwa 350-400 t pro Kopf geschätzt. |
| Zerkleinerung und Aufschluss von Abfallströmen mittels gepulster Hochspannungstechnologie Dr. rer. nat. Alexander Weh, Dr. Fabrice Monti di Sopra Innovationen in der Aufbereitungstechnik sind nötig, um die zukünftigen Aufgaben im Recycling zu bewältigen. Die Industrie muss im 21. Jahrhundert Lösungen suchen, um den steigenden Kostendruck und politische Forderungen für eine bessere Wiederverwertung von Produkten zu bewältigen. Dabei werden Verbundmaterialien immer komplexer und die klassische Aufbereitung kommt an ihre Grenzen. Die Aufbereitung durch gepulste Hochspannung ist eine vielversprechende Technologie, um diese Erfordernisse zu erfüllen. Die Technik basiert auf Hochspannungsdurchschlägen in das Material. Die überführte Energie wirkt nur auf Materialgrenzen und bietet so eine sortenreine Aufbereitung von Verbundwerkstoffen. Die Vorteile des Prozesses sind, neben der sortenreinen Zerlegung, der geringe Verlust von Material im Unterkorn, die hohe Materialausbeute in definierten Korngrößenbereichen sowie der geringe Verschleiß der Anlagenkomponenten, da die Aufbereitung ohne mechanische Kontakte auskommt. Gegenüber herkömmlichen mechanischen Verfahren ergibt sich daraus eine erhebliche Reduktion der Kontamination durch den Prozess. |
| Siebklassierung in der Recyclingtechnik Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h. c. Karl J. Thomé-Kozmiensky Mit der Siebklassierung wird das Siebgut in Grobgut – auch als Siebüberlauf oder Überkorn bezeichnet – und in Feingut – auch als Siebdurchgang oder Unterkorn bezeichnet – an einer bewegten oder unbewegten Trennfläche mit Öffnungen, durch die das Feingut hindurchtreten kann, getrennt. Bei der Siebklassierung wird nach der Geometrie der Abfallbestandteile durch eine Trennfläche – den Siebboden – getrennt. In der Trennfläche sind Öffnungen unterschiedlicher Form geometrisch angeordnet. Voraussetzungen für eine weitgehend vollständige Siebklassierung sind, dass die auf das Sieb aufgegebenen Körner oder bei Abfällen die Partikel des zerkleinerten Materials Gelegenheit haben, sich unmittelbar über den Sieböffnungen anzuordnen und dass eine ausreichende Kraft wirkt, die das Unterkorn durch die Sieböffnung fördert. Da es sich um reale Körner unterschiedlicher Abmessungen in den drei Raumrichtungen handelt, ist eine passende Lage des Korns oder Partikels eine weitere Voraussetzung für den Durchgang durch das Sieb. |
| Windsichtung als Voraussetzung für eine tiefere Separation von Abfallströmen Markus Riggenmann 1. Funktionsprinzip Die Windsichtung ist ein bekanntes Prinzip, um verschiedene Stoffströme in schwere und leichte Bestandteile zu trennen. Vor allem in der Landwirtschaft und in der nachverarbeitenden Industrie wird das Prinzip der Sichtung mit Luft seit Jahrhunderten eingesetzt und wurde bis heute Zug um Zug verfeinert. Auch in der Mineralaufbereitung und in der Recyclingindustrie findet die Technologie der Windsichtung zunehmende Anwendung. Sie ist ein wichtiger Baustein in den verschiedensten Aufbereitungsanlagen und ergänzt sich mit einer Vielzahl zur Verfügung stehender Zerkleinerungs- und Sortiertechniken. |
| Vibrationssiebmaschinen fĂĽr den Einsatz in Recyclinganlagen Dr.-Ing. RĂĽdiger W. Heinrich, Dr.-Ing. Metodi Zlatev Vibrationssiebmaschinen haben sich fur verschiedenste Aufgaben in der Aufbereitungstechnik bewahrt. Man kennt die Siebmaschine am Ende einer Prozesskette zur klassischen Trennung eines Aufgabematerials in verschiedene verkaufsfertige Produktfraktionen, wie beispielsweise Kiese, Sande oder Splitte. Ublich sind auch Siebmaschinen in Konfigurationen mit Brechern. Hier erfolgt die Abtrennung von Feinmaterial, das bereits kleiner als das Brechgut ist. Vibrationssiebmaschinen werden aber auch eingesetzt, um nachfolgende Prozesse erst zu ermoglichen oder stabil zu halten. Als Beispiel lasst sich die Abscheidung von Fremdkorpern nennen, die sonst zu Schaden oder Storungen in den Aggregaten des nachfolgenden Prozesses fuhren wurden, z.B. Verstopfungen in Forderleitungen und Pumpen. Verschiedene Prozesse der Aufbereitungstechnik verlangen eine gewisse Konditionierung des Materials, die sich in vielen Fallen durch Absiebung realisieren lasst. Beispielsweise mussen zu sortierende Produkte in relativ engen Fraktionen vorliegen oder das Zielprodukt lasst sich in bestimmten Korngrosenklassen anreichern. Alle vorgenannten Aufgaben werden auch in Recyclinganlagen in mehr oder weniger spezialisierter Form von Vibrationssiebmaschinen gelost. |
| Kunststoffzerkleinerung bei reduziertem Energieeinsatz mit CentriCut-Schneidmühlen Gunter Schippers Der Begriff energiesparend wird im heutigen Sprachgebrauch in irgendeiner Form mit fast jedem Produkt in Verbindung gebracht, sei es bei der Herstellung der Produkte – hier eher noch weniger – aber mindestens beim Energieverbrauch während der Nutzung des jeweiligen Gerätes oder der Maschine. Manche dieser Geräte und Maschinen sind hinsichtlich des tatsächlichen Energieverbrauchs zertifiziert – damit ist es etwas transparenter für den Kunden und Nutzer. Bei vielen Maschinen ist die angebliche Energieeinsparung jedoch nur schwer zu belegen, der Bergriff energiesparend wird lediglich werbewirksam verwendet. Dagegen können bei den patentierten CentriCut-Schneidmühlen des Schweizer Herstellers Nuga AG, die im Folgenden vorgestellt werden, erhebliche Energieeinsparungen nachgewiesen werden. |
| Zerkleinerung mit Matrizenpressen Dipl.-Ing. Michael Gursch Durch rotierende Kollerrollen wird das gleichmäßig aufgegebene Material kontinuierlich so lange zerkleinert, bis es durch die Bohrungen der Matrize nach unten fällt. Eine Verdichtung wie bei einer Flachmatrizenpresse findet hier nicht statt, das Endprodukt ist rieselfähig. Einsatzbeispiele: feuchtes und trockenes Holz (Hackschnitzel), vorgeshredderte Altreifen, faserreiche Produkte, Biomasse. Die Flachmatrizenpresse, die in der Vielzahl von Anwendungen als Pelletierpresse zur Verdichtung von diversen Schüttgütern eingesetzt wird, wird in diesem Fall als Zerkleinerungsmaschine nach dem Kollergangprinzip verwendet. Im Internet unter wikipedia heißt es beispielsweise unter Kollergang: eine Mahl- und Zerkleinerungsmaschine bei der Herstellung von Papier, Synonym Kollermühle. |
| Sensorbasierte Nahinfrarot-Sortiertechnik für Recycling und mineralische Rohstoffaufbereitung Dipl.-Ing. Angelika Feierabend LLA Instruments GmbH ist ein mittelständisches Unternehmen mit Sitz in Berlin. Seit Anfang der neunziger Jahre entwickelt und produziert das Unternehmen spektralanalytische Inline-Messtechnik auf der Basis von Nahinfrarot-Sensoren, speziell zur Lösung von Problemstellungen im Recycling und in der industriellen Qualitätskontrolle. Im Bereich Kunststoff- und Papierrecycling ist LLA Instruments seit Jahren ein wichtiger und zuverlässiger Partner des Maschinen- und Anlagenbaus. Die Nah-Infrarotspektrometer (NIR-Spektrometer) der KUSTA-Serie werden weltweit für die Bearbeitung spezifischer Fragestellungen eingesetzt. Typische Beispiele hierfür sind: • Identifizierung und Sortierung unterschiedlicher Kunststoffsorten aus Haushaltsmüll, Gewerbemüll, Elektronikkunststoffen, Ersatzbrennstoffen • Identifizierung und Sortierung von Altpapier • analytische Konzentrationsbestimmung der Zusammensetzung von Ersatzbrennstoffen (Chlor, Feuchte, Heizwert) • Sortierung von Industriemineralien auf Basis der analytischen Bestimmung ihrer stofflichen Zusammensetzung |
| Technische Möglichkeiten der Nahinfrarotsortierung von gemischten Industrie- und Gewerbeabfällen Dipl.-Ing. Dr. mont. Gernot Kreindl, Alexander Curtis, Bakk. techn. Stephanie Fleischhacker Die getrennte Sammlung von Altstoffen und die daran angeschlossene stoffliche Verwertung der unterschiedlichen Materialen werden im kommunalen Bereich seit vielen Jahren erfolgreich praktiziert. Ein großes Potential liegt auch im Recycling von Stoffströmen, die aus gemischten Gewerbe- und Industrieabfällen zusammengesetzt sind. Das Ausbringen von wertstofflich verwertbaren Materialien aus sehr heterogen zusammengesetzten (Abfall-) Gemischen erweist sich in vielfacher Hinsicht als problematisch, da die enthaltenen Wertstoffe oftmals aufgrund von ungünstigen Rahmenbedingungen (großes Korngrößenspektrum, Verschmutzung, Anhaftungen etc.) nur schwer direkt rückgewinnbar sind und dies z.T. nur mit erhöhtem technischen Aufwand möglich ist. Aus diesem Grund kommt der Voraufbereitung (Abfallsplitting) eine entscheidende Rolle zu. |
| Stand der Technik bei der Brikettierung von metallischen Spänen aus der Metallverarbeitung Dipl.-Ing. Andreas Schmid, Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. mont. Helmut Flachberger, Ing. Franz Duspiva Metallische Reststoffe sind aufgrund des hohen Metallinhaltes bedeutende Sekundärrohstoffquellen. Diese liegen ausgesprochen heterogen, überwiegend stark verunreinigt und zudem schlecht transportierbar vor und müssen daher vor der Weiterverarbeitung (etwa in Schmelzöfen) einige Aufbereitungsschritte durchlaufen, die an die heutige Aufbereitungstechnik eine ganze Reihe an komplexen Herausforderungen stellen. Diese beinhalten insbesondere die Erzeugung gleichbleibender Produktqualitäten, die Beseitigung von Störstoffen und die Bereitstellung eines gleichbleibenden Aufgabestromes. Die Firma ATM Recyclingsystems stellt sich in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Aufbereitung und Veredlung diesen Herausforderungen und verfolgt dabei das ehrgeizige Ziel, sich vom Anbieter von Maschinenlösungen im Bereich Brikettieren, Paketieren, Schneiden und Brechen hin zum Anbieter von Komplettlösungen weiterzuentwickeln, was aus Sicht des Aufbereitungstechnikers systematischer Forschungsaktivitäten, insbesondere im Bereich der Spänevorbereitung bedarf. Die vorliegende Publikation geht grundsätzlich auf den Stand der Technik bei der Brikettierung von metallischen Spänen und anderen Reststoffen ein, schildert die Vorbereitung der metallhaltigen Reststoffe und zeigt anhand von durchgeführten Forschungsarbeiten Einblicke in aktuelle Forschungsaktivitäten des Lehrstuhls für Aufbereitung und Veredlung der Montanuniversität Leoben in Bezug auf das Metallrecycling. |
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