Recycling und Rohstoffe 7 (2014)


Recyclingkonzepte fĂĽr Photovoltaikmodule
Dipl.-Ing. Laura Benedek, Priv.-Doz. Dr. mont. Stefan Luidold, Dipl.-Ing. Dr. mont. Holger Schnideritsch, Prof.Dipl.-Ing. Dr. Helmut Antrekowitsch
Im Bereich erneuerbarer Energien zählen Photovoltaikanlagen zu den vielversprechendsten Technologien. Insbesondere Dünnschichtzellen gewinnen aufgrund ihrer zahlreichen Vorteile, wie geringe Produktionskosten als auch einen niedrigen Material- und Energiebedarf während der Herstellung, immer mehr an Bedeutung.
Wie funktioniert der Metallhandel?
Dipl.-Ing. Holger Biedermann, Udo Meynerts, Prof. Dr.-Ing. RĂĽdiger Deike
Etwa achtzig Prozent der Elemente des Periodensystems sind Metalle, wobei nicht alle diese Metalle Bestandteile des Recyclings sind. Nachfolgend soll ein Überblick über die für das Recycling wichtigsten Metalle gegeben werden. In diesem Zusammenhang wird im Recycling zwischen Industriemetallen, Nebenmetallen und Edelmetallen unterschieden. Unter dem Aspekt der weltweit gehandelten Mengen haben die Industriemetalle eine herausragende Bedeutung. In der Gruppe der Nebenmetalle befinden sich Elemente, deren Mengenaufkommen im Vergleich zu den Industriemetallen deutlich geringer ist, die dafür aber zu deutlich höheren Preisen gehandelt werden.
Zerkleinerung als Kostenfaktor von Recyclinganlagen
Dipl.-Ing. Donat Bösch, Dipl.-Ing. Hans-Georg Kornmeier
Nachfolgend werden die Kosten der Zerkleinerung von gemischten Abfällen sowie von Abfällen aus getrennter Sammlung oder von Abfällen, die während des Recyclingprozesses getrennt werden, analysiert.
Recycling von Carbonfasern
Professor Dr.-Ing. Dieter Meiners, Dipl.-Ing. Bertram Eversmann
Ausgehend von den aktuellen Marktentwicklungen beim Einsatz von Carbonfasern und den daraus hergestellten Bauteilen aus Carbonfaserverstärkten Kunststoffen (CFK) werden mögliche Wege der Aufbereitung von Carbonfaser- und CFK-Abfällen dargestellt. Anhand erster erfolgreicher Entwicklungen zum Wiedereinsatz recycelter Carbonfasern wird die aktuelle Situation vorgestellt und das Recyclingpotenzial analysiert.
Erzeugung sauberer PS- und ABS-Fraktionen aus gemischtem Elektronikschrott
Dr. Rainer Köhnlechner
Beim Recycling von Elektronikschrott steht immer noch die Rückgewinnung der wertvollen Metallfraktion im Vordergrund. Die Werthaltigkeit von Geräten der Sammelgruppe 5 ist aber meist nicht so hoch, dass eine manuelle Demontage zum Beispiel zur Rückgewinnung von größeren Kunststoffstücken wirtschaftlich ist. Aus diesem Grund werden diese Geräte in der Form recycelt, dass sie durch Shredder, Schneidmühlen, Rotorkettenzerkleinerer oder ähnliche möglichst grob zerkleinert werden.
Status des Projekts Best of two worlds – Beispiel Ghana
Dipl.-Geogr. Andreas Manhart, Dr. Matthias Buchert, Vivian Ahiayibor, JĂĽrgen Meinel, Dr. Christina E. M. Meskers
Während die Entsorgungsprobleme von schadstoffhaltigen Abfällen in den meisten Entwicklungs- und Schwellenländern weiterhin ungelöst sind, beinhalten vieler dieser Abfälle auch wertvolle und kritische Metalle, deren Recyclingpotenzial oft noch nicht optimal genutzt wird. Hinzu kommt, dass die oft unsachgemäßen Recyclingpraktiken im informellen Sektor mit teilweise extremen Umweltbelastungen einhergehen.
Wiederverwendung von IT-Geräten nach kommunaler Erfassung
Dipl.-Ing. Julia Hobohm, Andrew Toth, Prof. Dr.-Ing. Kerstin Kuchta
Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) sind von zunehmender und globaler Bedeutung in der Beschaffung von Daten, Dienstleitungen und Gütern über das Internet. Diesen Schluss lässt der steigende Anteil von Privathaushalten mit Internetzugang zwischen den Jahren 2006 und 2012 von 61,4 Prozent auf 79 Prozent zu.
Deutsche Forschungskompetenz im europäischen Rahmen im Rohstoffbereich
Helene Köpf, Professor Jens Gutzmer, Dr. Andreas Klossek
Eine der Grundbedingungen für den wirtschaftlichen Erfolg des produzierenden Sektors der Industrie ist die Verfügbarkeit von mineralischen und metallischen Rohstoffen. Rohstoffe müssen nach den Erfordernissen der Industrie in adäquaten Mengen und zu wirtschaftlich vertretbaren Preisen verfügbar sein. Dies wurde in den letzten Jahren durch Verwerfungen und Preisvolatilitäten auf den globalen Rohstoffmärkten – gefolgt von zum Teil sehr heftigen Reaktionen aus der betroffenen Industrie – eindringlich unterstrichen.
KreislaufschlieĂźung beim Recycling von Nickelmetallhydrid-Akkumulatoren
Die hydrometallurgische Aufarbeitung von Nickel-Metall-Hydrid Akkumulatoren wurde schon in verschiedenen vorangegangenen Versuchen erfolgreich durchgeführt. Zur Vermeidung von großen Abwassermengen und der Verringerung des Verbrauchs an Salzsäure erfolgten am Lehrstuhl für Nichteisenmetallurgie der Montanuniversität Leoben Untersuchungen zur Fällung der Seltenen Erden in Form von Oxalaten und zur Zirkulation der wässrigen Phase zur Schließung des Kreislaufes. Es konnte gezeigt werden, dass die Volumina deutlich geringer sind, wenn zur Einstellung des pH-Wertes für die SE-Fällung keine großen Mengen an NaOH-Losung hinzugefügt werden, außerdem kann durch Fällung bei geringen pH-Werten die Lösung zur erneuten Laugung von NiMH-Zellen Einsatz finden.
Methoden und Indikatoren zur Messung von Ressourceneffizienz im Kontext der Nachhaltigkeit
Vanessa Bach, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Laura Schneider, Dipl.-Ing. Markus Berger, Prof. Dr. rer. nat. Matthias Finkbeiner
Wesentliche Ziele aktueller politischer Maßnahmen sind die nachhaltigere Gestaltung von Konsum und Produktion um natürliche Ressourcen so einzusetzen, dass derzeitige menschliche Bedürfnisse erfüllt werden können, die Verfügbarkeit der Ressourcen für heutige oder zukünftige Generation dabei aber nicht eingeschränkt wird.
Modifizierung von Recyclingverfahren durch sensorbasierte Sortierung
Dr. Uwe Habich, Hendrik Beel
Sensorgestützte Sortierverfahren haben sich in den letzten beiden Jahrzehnten sowohl in der Aufbereitung von Abfällen als auch im Recycling von Metallen etabliert. Begonnen hatte diese Entwicklung mit der Farbsortierung von Behälterglas und fand in der Aufbereitung von Leichtverpackungsabfällen ihre Fortsetzung.
Ă–koeffizienz in der Kunststoffverwertung
Hon. Prof. Dr.-Ing. Matthias Franke, Dipl.- Ing. Katharina Reh, Dr.-Ing. Peter Hense
Im Integrierten Energie- und Klimaprogramm der Bundesregierung aus dem Jahr 2007 wurde eine Reduzierung der nationalen Treibhausgasemissionen bis 2020 im Vergleich zu 1990 um vierzig Prozent festgehalten. Im Vergleich der Quellkategorien wurde bisher die stärkste anteilige Senkung der Emissionen mit fast 75 Prozent im Abfallbereich erreicht.
RĂĽckgewinnung von Platingruppenmetallen aus Abgaskatalysatoren
Prof. Dr.-Ing. Kerstin Kuchta, Dr. Friedhelm Schöne
Im Jahr 2010 hat die Europäische Union die Platingruppenmetalle (PGM) als kritische Rohstoffe eingestuft. Diese Einstufung erfolgte auf der Grundlage, dass Prognosen zufolge sich die Nachfrage bis zum Jahr 2030 signifikant erhöhen würde und gleichzeitig ein großer Teil der weltweiten Produktion auf einige wenige Länder entfällt.
Internationale Entwicklungen zur Effizienzsteigerung bei Rohstoffnutzung und Recycling – Benchmark, Wettbewerb und Kooperationspotentiale –
Prof. Dr. Daniel Goldmann, Dipl.-Ing. Kai Rasenack, Dr. Martin Schmitz, Dr. Antje Wittenberg, Peggy Schulz
Die Entwicklung der weltweiten Wirtschaft und der zunehmende Rohstoffverbrauch sind fĂĽr Industriestaaten wie Deutschland von ĂĽberragender Bedeutung. Die Kosten fĂĽr den Materialeinsatz liegen in der verarbeitenden Industrie im Schnitt bei ĂĽber 40 Prozent der Gesamtkosten. Rohstoffsicherung und Ressourceneffizienz sind daher seit Jahren auf der politischen Tagesordnung.
Entwicklung eines hydrometallurgischen Recyclingverfahrens fĂĽr NdFeB-Magnete
Prof. Dr.-Ing. Tobias Elwert, Prof. Dr. Daniel Goldmann
Seit ihrer Markteinführung in den späten 1980er Jahren haben gesinterte NdFeB-Magnete eine weite Verbreitung in verschiedenen Anwendungen wie Festplatten, Lautsprechern, getriebelosen Windturbinen und Synchronmotoren gefunden, die aufgrund ihrer hohen Leistungsdichte für Hybrid- und Elektrofahrzeuge favorisiert werden. Ungeachtet ihrer über zwanzigjährigen Verwendung werden aber erst seit kurzem ernsthafte Anstrengungen unternommen, industriell umsetzbare Recyclingverfahren für NdFeB-Magnete zu entwickeln, hauptsächlich motiviert durch die Auswirkungen Chinas dominierender Rolle auf dem Markt für Seltene Erden.
Neue Methoden zur Effizienzsteigerung von optischen Sortiergeräten am Beispiel der Glassortierung
JĂĽrgen Pramer, Reinhold Huber
Die optische Aufbereitung als Teilgebiet der sensorgestĂĽtzten Sortierung ist ein wesentlicher Bestandteil in der RĂĽckgewinnung von Rohstoffen.
Markt der Gebrauchtersatzteile im Wandel
Dipl.-Ing. Wolfgang Kaerger
Das Altauto ist wertvoller Abfall und eine interessante Rohstoffquelle. Bringt jemand – als Letzthalter – sein Altauto zu einem Verwertungs- und Demontagebetrieb, so erhält er zurzeit mindestens dreißig Euro. Dieser Marktwert lässt sich je nach Alter, Pflegezustand, Ausstattung und Ersatzteilpotenzial um ein Mehrfaches steigern.
Metalle – Reserven, Preise, Umwelt –
Prof. Dr. Rainer Bunge, Ariane Stäubli
Angesichts des massiv ansteigenden globalen Rohstoffbedarfs ist die Annahme naheliegend, dass Metalle – als limitierte Ressourcen – einmal knapp werden müssten. Allerdings sind Metalle chemische Elemente und folglich unzerstörbar. Könnte also ein Metall vollständig aus Abfall zurückgewonnen werden, so könnte es beliebig oft regeneriert werden und wäre damit nicht limitiert, sondern grundsätzlich erneuerbar.
Recyclingstrategie der Europäischen Union
Karl-Friedrich Falkenberg
Unsere Wirtschaft benötigt zurzeit 16 Tonnen Rohstoffe pro Einwohner und Jahr. Davon werden sechs Tonnen pro Einwohner zu Abfall. Und fast die Hälfte dieser sechs Tonnen landet in Deponien.
Funktionelles und nicht-funktionelles Recycling am Beispiel Edelstahl
Dr.-Ing. Barbara K. Reck
In einer nachhaltigen Materialwirtschaft spielt Recycling eine zentrale Rolle. Dieser Artikel fasst die wichtigsten Recyclingindikatoren zusammen und diskutiert funktionelles und nicht-funktionelles Recycling am Beispiel von Edelstahl. Für beide Recyclingszenarien werden Beispiele für verschiedene Edelstahlsorten und verschiedene Legierungselemente genannt und es werden die die Recyclingeffizienz beeinflussenden Rahmenbedingungen erläutert.
Anlagenbau im Aufbereitungsbereich – am Beispiel der Altpapiersortierung –
Angela Hanke, Dipl. Ing. Lydia Tempel
Entsorgungstechnik Bavaria plant, baut und modifiziert seit über dreißig Jahren Sortieranlagen für feste Wertstoffe. Mit ihrer großen Erfahrung gehört die Entsorgungstechnik Bavaria GmbH zu den Spezialisten im Bereich der Altpapiersortierung.
Internationale Aspekte deutscher Rohstoffpolitik
GĂĽnter Nooke
Die deutsche Wirtschaft ist mehr als andere Volkswirtschaften auf die Versorgung mit Rohstoffen angewiesen. Deutschland ist das Land mit den meisten Weltmarktführern; in keinem anderen Land werden so viele verschiedene Produkte, die weltweit zu den Besten gehören, von kleinen und mittleren Unternehmen angeboten.
Anlagenbilanzierung als Bewertungsinstrument für ein Qualitätsrecycling von Elektroaltgeräten
Prof. Dr.-Ing. Vera Susanne Rotter, Dipl.-Ing. Julia Geiping, Prof. Dr.-Ing. Sabine Flamme, Dipl.-Ing. Maximilian Ueberschaar
Der ständige und sichere Zugang zu Rohstoffen sowie der Wunsch nach Preisstabilität an den Rohstoffmärkten hat eine Diskussion um die Begriffe Ressourceneffizienz und Recycling ausgelöst. Besonders Elektro- und Elektronikaltgeräte, kurz EAG, werden aufgrund ihres hohen Gehaltes an hochfunktionalen Elementen als wichtige Sekundärrohstoffquelle anerkannt.
Herausforderungen des Indium-Recyclings aus LCD-Bildschirmen und Lösungsansätze
Dipl.-Ing. Kai Rasenack, Prof. Dr. Daniel Goldmann
In den letzten Jahren ist zunehmend das Recycling von sogenannten Sonder- bzw. Elektronikmetallen in den Fokus der Betrachtung gerückt. Die besondere Herausforderung liegt hierbei in den zumeist dissipativen Anwendungen und den geringen Konzentrationen innerhalb der Stoffströme. Trotzdem bieten sie viele Anreizpunkte, die ein Recycling erstrebenswert machen. Neben den rein monetären Aspekten und den ökologischen Effekten ergeben sich auch Vorteile durch eine mögliche inländische Ergänzung der Bezugsquellen von kritischen Metallen.
Modernste Technologien in der Wiederaufbereitung von edelmetallhaltigen Rückständen
Dr. Jan Schapp
Die Edelmetallmengen, die jährlich aus edelmetallhaltigen Rückständen aufbereitet werden, steigen weiter deutlich an. Veröffentlicht werden in diesem Zusammenhang Zahlen aus der jährlichen globalen Produktion von Edelmetallen, aus Primärkonzentraten und Edelmetallmengen, die aus dem Autokatalysator-Recycling sowie Juweliergeschäft stammen.
Ansätze zur stofflichen Verwertung von Tablets aus Sicht des Produktdesigns
Karsten Schischke, Dr.-Ing. Nils F. Nissen, Dr. phil. Lutz Stobbe, Markus Oerter, Professor Klaus-Dieter Lang
Der Fokus der Studiendurchführung wurde vor allem auf den (Teil-)Aspekt der Reparierbarkeit der Tablets gelegt. Die daraus gewonnen Erkenntnisse wurden als Indizien für mögliche Herausforderungen während des Recyclingprozesses verwendet und dienten damit auch als Grundlage für die Beurteilung der Recyclingfreundlichkeit der Tablets.
Herausforderung Reststoffzerkleinerung – Einflussfaktoren bei der Zerkleinerung fester Abfälle –
Dipl.-Ing. Franz Schellander, Ing. Peter Schiffer, Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. mont. Helmut Flachberger
Der Aufbereitung von Reststoffen zur stofflichen bzw. energetischen Verwertung kommt in unserer Gesellschaft eine stetig steigende Bedeutung zu. Die Zerkleinerung stellt dabei oftmals einen ersten, zentralen Arbeitsschritt dar, sei es zur Herstellung bestimmter Dispersitäten, etwa um eine Verwendung als Ersatzbrennstoff zu ermöglichen, oder zur Herstellung ausreichender Aufschlussverhältnisse für einen nachfolgenden Sortierschritt zur stofflichen Verwertung der enthaltenen Wertstoffe.
Perspektiven für das Recycling von Altfahrzeugen – moderne Fahrzeuge und angepasste Recyclingverfahren –
Dr. Dieter Schmid, Dipl.-Ing. Lutz Zur-Lage
Moderne Fahrzeuge haben durch ihre Werkstoffe einen hohen Materialwert (Schrottwert), der gute Voraussetzungen für ein ökologisch sinnvolles und ökonomisch attraktives Recycling liefert.
Elektrodynamische Fragmentierung – Eine Technologie zur effektiven Aufbereitung von Abfallströmen –
Dr. Severin Seifert, Dr. Volker Thome, Dipl.-Ing. Christof Karlstetter
Jährlich werden in den verschiedensten Branchen Millionen Tonnen an unterschiedlichen Abfallströmen, wie z.B. Bauschutt, Abfallverbrennungsschlacken, Industrieschlacken, Kunststoffabfälle oder Elektronikschrott erzeugt, welche große Mengen an nützlichen aber auch wertvollen Rohstoffen enthalten.
Ausrichtung eines Kommunalunternehmens auf die Herausforderungen der Rohstoffsicherung
Prof. Dr.-Ing. RĂĽdiger Ulrich Siechau
Eine der Hauptaufgaben der kommunalen Entsorgungsträger ist die Sicherung der Daseinsvorsorge für die Bürgerinnen und Bürger ihrer Kommune. Der Begriff des Gemeinwohls hat in diesem Zusammenhang eine Renaissance erfahren, was in den letzten Jahren kaum denkbar gewesen wäre. Der Kernpunkt abfallwirtschaftlicher Daseinsvorsorge ist dabei sicherlich eine langfriste Gewährleistung der Entsorgungssicherheit in der Kommune, wobei gerade das magische TASi-Datum 2005 viele Erinnerungen weckt, wie und wo Pseudo-Entsorgungssicherheit nicht gestaltet sein darf.
Ist die Rohstoffversorgung am Wirtschaftsstandort Deutschland gesichert?
Dr. Volker Steinbach, Dr. Dieter Huy
Die ausreichende Versorgung mit Rohstoffen ist für den Technologiestandort Deutschland mittel- und langfristig unabdingbare Voraussetzung und zugleich größte Herausforderung. Der sichere Zugang zu Rohstoffen ist und bleibt die Achillesferse der deutschen Wirtschaft.
Flugzeugentsorgung als neues Geschäftsfeld – Herausforderung und Chance der Luftfahrtbranche –
Dipl.-Ing. Norbert Steinkemper
Das Ziel des Grünen Fliegens hat sich in den vergangenen Jahren mit der zunehmenden Bedeutung nicht nur von Umweltaspekten, sondern insbesondere auch aufgrund des ökonomischen Drucks steigender Treibstoff- und Rohstoffpreise, in allen Bereichen der Luftfahrtindustrie fest etabliert. Mit großem Aufwand arbeiten die Flugzeughersteller und Infrastrukturbetreiber an neuen Möglichkeiten, die Umweltauswirkungen des Luftverkehrs zu minimieren.
r4 – Innovative Technologien für Ressourceneffizienz – Forschung zur Bereitstellung wirtschaftsstrategischer Rohstoffe –
Privatdozent Dr. sc. Lothar Mennicken
Deutschland belegt unter den Top Ten der größten Wirtschaftsnationen aktuell Rang 4. Zu verdanken hat Deutschland diesen Spitzenplatz vor allem der produzierenden Industrie, die im internationalen Vergleich mit ihrem hohen Exportanteil gut dasteht.
Verfahrenstechniken fĂĽr das Recycling
Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h. c. Karl J. Thomé-Kozmiensky
Eigentlich könnten wir hinsichtlich des Niveaus der Abfallwirtschaft in Deutschland sehr zufrieden sein. Die Abfallentsorgung weist, wie aus der deutschen und europäischen Abfallstatistik ersichtlich, sowohl absolut als auch im Vergleich mit den Ländern Europas ein hohes Niveau auf. Sie gehört dank der Entwicklung und Umsetzung der Gesetzgebung, der Verfahrenstechnik und der Abfallbehandlung zur Spitzengruppe der Länder, die die Beseitigung durch Verwertung ersetzen.
Sortierung von Nichteisenmetallen mit sensorbasierter Sortierung
Dipl.-Ing. Frank van de Winkel, Dipl.-Ing. Jörg Schunicht, Christian Pak
Es ist zu verzeichnen, dass die Anforderung an die Qualität von Sekundärrohstoffen in der Zukunft immer weiter steigt. Dies gilt auch für den Bereich des Metallrecyclings. In vielen Bereichen des Recyclings wird es immer wichtiger, Sekundärrohstoffe zu erzeugen, deren Qualität so nah wie möglich am Primärrohstoff liegt.
Steigflug oder Bruchlandung – Flugzeugrecycling aus abfallwirtschaftlicher Sicht –
Prof. Dr.-Ing. Jörg Woidasky
2013 war ein gutes Jahr fĂĽr die Hersteller von Verkehrsflugzeugen: Boeing und Airbus lieferten insgesamt 1.274 Maschinen aus. Im gleichen Zeitraum gingen Bestellungen fĂĽr insgesamt 3.150 Flugzeuge bei den beiden Herstellern ein. Damit wird der Steigflug dieser Branche weiter fortgesetzt: Im September 1970 wurde der erste A300B2 bestellt und im Dezember 1970 Airbus Industries gegrĂĽndet. Im Oktober 1972 war der A300-Erstflug. Insgesamt wurden von Airbus bis Dezember 2013 8.256 Flugzeuge ausgeliefert, von denen noch 7.622 betrieben werden. Noch 5.559 offene Bestellungen liegen bei Airbus vor, unter anderem werden derzeit monatlich 42 A320 ausgeliefert. Mit mittleren Nutzungszeiten zwischen 20 und 30 Jahren kann in absehbarer Zeit mit einem erheblichen Anstieg der Zahl von Verkehrsflugzeugen gerechnet werden, die zur Beseitigung anstehen.
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