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Artikel aus der Bauwirtschaft

Aktuelles

Unter Wasser blitzt es

Durch Fragmentierung von Altbeton werden hochwertige Zuschläge für die Verwendung im Frischbeton zurückgewonnen als auch eine kalkreiche Feinfraktion (ganz rechts), die als Rohstoff für die Zementherstellung dient. (Foto: Fraunhofer)

Unter Wasser blitzt esElektrodynamische Fragmentierung und andere Trends der Sortiertechnik von übermorgen

14.02.2013: Der weltweite Bedarf an Rohstoffen ist gigantisch. Besonders rasant wächst die Nachfrage in den boomenden Schwellenländern. Angesichts begrenzter Vorkommen explodieren die Rohstoffpreise. Umso bedeutsamer ist eine Rückgewinnung und Wiederverwertung der wertvollen Materialien. Den gegenwärtigen Stand der Technik kann man auf der Demo-Messe recycling aktiv vom 5. bis 7. September 2013 in Aktion erleben. Was zukünftig möglich sein wird und wohin die technische Entwicklung beim Recycling geht, lassen heute bereits Forschungsprojekte erahnen.

Der weltweite Rohstoffverbrauch hat sich in den 60 Jahren zwischen 1945 und 2005 nach einer Studie (Krausmann et al., 2009) von 10 Mrd. t auf 60 Mrd. t versechsfacht - Tendenz weiter steigend. Im Sinne einer nachhaltigen Ressourcennutzung ist es erforderlich, Werkstoffe verstärkt wieder- und weiterzuverwenden. Dazu bedarf es aber neuer, leistungsfähiger Trenn- und Sortiertechniken.

Die Fraunhofer-Gesellschaft untersucht im Rahmen des Forschungsvorhabens „Molecular Sorting“ (www.molecular-sorting.fraunhofer.de) derartige Trennprozesse bis auf die molekulare Ebene. Bei den „Sortiertechniken von übermorgen“ handelt es sich technisch gesehen allerdings noch um Science Fiction. „Mit einer Marktdurchdringung ist nur bei Abfallarten zu rechnen, die in aufbereiteter Form auch Geld bringen“, sagt Naemi Denz, Geschäftsführerin des VDMA-Fachverbandes Abfall und Recyclingtechnik. „Zu nennen sind hier vor allem Holz, zum Teil auch Kunststoffe und Baustoffe.“

Altholz verstärkt stofflich nutzen

Um die stoffliche Nutzung von Altholz geht es in einem Projekt, das das Fraunhofer-Institut für Holzforschung, Wilhelm-Kauditz-Institut WKI, bearbeitet. Jährlich fallen in Deutschland ca. 6 bis 10 Mio t Altholz an. Hier liegt die Recyclingquote seit Jahren bei gerade einmal 20 Prozent. Die Nachbarländer Italien oder Großbritannien zeigen, wie es besser geht: Dort werden teilweise 70 Prozent des Altholzes stofflich wiederverwendet. Der Grund liegt in der deutschen Altholzverordnung, die nur naturbelassenes oder mechanisch bearbeitetes Altholz, wie zum Beispiel Verpackungen und Paletten, für die stoffliche Nutzung zulässt. Behandeltes Altholz wird deshalb zu 75 Prozent nahezu unsortiert verbrannt, weil man vom schlechtesten Fall ausgeht, nämlich einer gesundheitsschädlichen Belastung mit Schadstoffen aus Farben, Lacken, Klebstoffen oder Holzschutzmitteln.

Ziel des Forschungsprojekts ist es einerseits, die nutzbare Menge an sauberem Gebrauchtholz zu steigern. Andererseits sollen Verunreinigungen besser erkannt und in ihre grundlegenden chemischen Bestandteile für eine weitere Nutzung zerlegt werden. Dazu sind die beschichteten Hölzer und Holzwerkstoffe von ihren Deckschichten wie Lack, High Pressure Laminate (HPL) oder Dekorpapier zu befreien. Dies kann mit altbewährten Methoden wie Abschleifen oder Sandstrahlen geschehen, reicht aber bis hin zur Entschichtung mit Hilfe elektrodynamischer Fragmentierung. Bei diesem Verfahren werden ultrakurze Blitze unter Wasser erzeugt, die in das Material hineinfahren und die verschiedenen Stoffe wie durch eine innere Explosion voneinander trennen. Die abgetrennten Schichten lassen sich entweder direkt wieder für neue Produkte verwenden oder aber in ihre chemischen Bestandteile zerlegen und dann weiter benutzen.

Hybridwerkstoffe wieder trennen und weiterverwenden

In vielen technischen Bereichen werden heute sogenannte „Hybridbauteile“ verwendet, die aus Verbundwerkstoffen durch Mischung unterschiedlicher Materialien wie beispielsweise Metall, Kunststoff, Glas- oder Carbonfasern bestehen. Galten diese Materialien bisher nach der Nutzung als nur schwer wieder trennbar, blieb für sie meist nur die energetische Verwertung durch Verbrennen oder die endgültige „Entsorgung“ auf der Deponie. Insbesondere bei den Carbonfasern ist aber aufgrund der hohen Kosten für Neuware eine Rückgewinnung besonders lohnend. Das Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT arbeitet eng mit langjährigen Industriepartnern zusammen, um künftig etwa im Bereich der faserverstärkten Kunststoffe Produkte mit besseren Recyclingeigenschaften auf den Markt zu bringen. Gleichzeitig werden Recyclingtechniken entwickelt, um die Hybridbauteile nach ihrer Produktlebensphase in wiederverwertbare Werkstoff-Fraktionen aufzutrennen und sinnvoll weiter zu nutzen.

Schlacken aus Müllverbrennungsanlagen aufbereiten

Am Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP hat man die Schlacken aus Müllverbrennungsanlagen (MVA-Schlacken) ins Visier genommen. Mit innovativen Recyclingverfahren will man sie so aufbereiten, dass die einzelnen Schlackenbestandteile voneinander getrennt und separiert werden können, um so beispielsweise Eisenschrott und NE-Metalle aus den Schlacken zurückzugewinnen. Als Verfahren bedient man sich auch hier der elektrodynamischen Fragmentierung, die das Material mittels ultrakurzer Blitze unter Wasser zerkleinert und in seine Bestandteile zerlegt. Eine Machbarkeitsstudie hat bereits die Wirksamkeit dieses Verfahrens nachgewiesen. Ein weiterer Forschungsschwerpunkt ist die Aufbereitung und Wiederverwertung von MVA-Schlacken bei der Betonherstellung.

Die drei Beispiele zeigen, dass das Recycling eine spannende Zukunft hat. Aber auch die Technik von heute kann sich durchaus sehen lassen, wie die recycling aktiv 2013 wieder anschaulich beweisen wird.

geschrieben von Manfred Klein am 11.03.2013 um 11:24 Uhr.


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