Effizientes Recycling lebt von innovativer Technologie

03.02.2017

Aluminium lässt sich beliebig oft auf hohem Qualitätsniveau recyceln, insbesondere, wenn eine sortenreine Erfassung von Schrotten ermöglicht wird. Berücksichtigt man den gesamten Recyclingprozess, sind durchschnittlich nur 5 % der Energie notwendig, die zur vorherigen Primärerzeugung eingesetzt wurde. Das Leichtmetall ist damit Kernbestandteil einer ressourcenschonenden Kreislaufwirtschaft. Ideal für ein rasches, sauberes Recycling sind sortenreine Werkstofffraktionen, die schon genau mit den Legierungsmetallmengen gemischt sind, wie sie für die angestrebte nächste Anwendung gebraucht werden.

Aluminiumverarbeiter können solche reinen Fraktionen aus den Resten eigener Produktionsprozesse sichern. Schwieriger wird es bei Schrotten der Weiterverarbeiter, seien es Hersteller von Fassaden, Verpackungsmitteln oder Fahrzeugen. Sie nutzen meist unterschiedliche Legierungen oder Werkstoffe und können nicht jeden Reststoff sortenrein separieren. Noch schwerer wird es, reine Fraktionen beim Trennen von gesammelten Produkten am Ende ihrer Nutzung zu gewinnen: Dosen aus Straßensammelcontainern sind in vielen Ländern üblich, Bauelemente sind oft mit Kunststoffen verbunden, Autoteile sind oft aus unterschiedlichen Werkstoffgruppen gefügt.

Hydro entwickelt Verfahren zum Sortieren und Separieren von Werkstoffen immer weiter, bis in die Trennung von Legierungsgruppen hinein. Wichtige Basis ist eine vom Bundesumweltministerium geförderte, zur weiteren Lizensierung angebotene Technologie. Mit ihr trennt Hydro in Dormagen gebrauchte Bauelemente in branchenweit höchster Präzision. Diese Technik perfektionierte die Hydro-Forschung & Entwicklung Bonn zum besten Sortierverfahren für gebrauchte Getränkedosen: Bis zu 50.000 Tonnen oder 3 Milliarden Getränkedosen im Jahr verarbeitet seit Juni 2016 eine hochmoderne Anlage in Neuss. Gerade der kurze Lebenszyklus macht den Umweltvorteil augenfällig; eine zum Recycling über den Grünen Punkt abgegebene Dose steht in oft nur 60 Tagen neu produziert und abgefüllt wieder im Regal.

Dank immer mehr Aluminium entstehen leichtere Fahrzeuge, die weniger Kraftstoff brauchen und somit weniger CO2 ausstoßen. Die Presswerke der Automobilindustrie stanzen unterschiedliche Blechbauteile meist aus 5xxx oder 6xxx Aluminiumlegierungen. Dies erfordert eine Trennung von Produktionsschrotten und macht das Recycling dieser Schrotte komplex.

Umso mehr gilt dies für die Verwertung von Fahrzeugen am Ende des Nutzungszyklus. Im Shreddern von Fahrzeugen werden Bauteile aus oft verschiedenen Legierungen mit beispielsweise hohem Siliziumgehalt zusammen mit niedriger und anders legierten Knetlegierungen vermischt. Das hieraus gewonnene Legierungsgemisch ist dann wegen seines höheren Siliziumgehaltes meist nur als Ausgangsstoff für Gusslegierungen verwendbar.

Entwicklungssprung für verbessertes Automobilrecycling

Dagegen ermöglicht modernste Sortiertechnik, auch die Qualität der Automobilwerkstoffe zu erhalten. Die noch bestehenden Probleme bei einer sauberen Trennung von 5xxx und 6xxx Legierungen zum Recycling dürften bald gelöst sein: Hydro kooperiert mit dem US-Unternehmen Austin AI. Deren Technologie fußt auf Laser-induzierter Emissionsspektroskopie (LIBS: Laser-induced-breakdown-spectroscopy) und zeigt Vorteile im Vergleich zu anderen LIBS-Konfigurationen. Es gibt bereits gute Ergebnisse im sauberen Sortieren und klaren Trennen dieser Legierungen. Zurzeit entsteht eine Pilotprojekt-Sortieranlage bei der Hydro-F&E in Bonn, um das Verfahren zur robusten industriellen Reife zu bringen.

LIBS wurde von der Metallgesellschaft AG bereits in den 1980ern und später von der Huron Valley Steel Corporation untersucht. Diese automatisierte Sortiertechnologie nutzt einen Laserimpuls, um einen Teil der Probenoberfläche zu verdampfen. Das entstehende Plasma wird in Millisekunden mit Spektrometern analysiert und mit der Sortieraufgabe abgeglichen. Druckluftimpulse sondern sodann die gewünschten Aluminiumteile vom übrigen Schrottstrom ab.

Bei den heutigen Entwicklungen wird unter Anwendung neuster Laser- und Spektrometertechnologien besonders auf die wirtschaftliche Umsetzbarkeit geachtet. Das bedeutet: Bei einem geforderten Durchsatz von einigen Tonnen pro Stunde müssen je nach Gewicht mehrere hundert Schrottteilchen innerhalb einer Sekunde analysiert und sortiert werden. Dann schließt das Verfahren hochwirksam einen Kreislauf für Schrotte und Altfahrzeuge, mit wesentlichen Einsparungen an Energie, Ressourcen und Aufwand – ein weiterer Schub für nachhaltigen Leichtbau mit Aluminium.

 

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Georg Rombach

Prof. Dr. Georg Rombach

Projektleiter Recycling, Forschung & Entwicklung Bonn

Hydro Aluminium Rolled Products