Mineralische Nebenprodukte und Abfälle: Was gibt‘s Neues?

Mineralische Nebenprodukte und Abfälle standen am 13. und 14. Mai 2019 auf der Agenda der Berliner Konferenz. Die zahlreichen Vorträge sind in einem umfang­reichen Tagungsband nachzulesen. Die darin aufgeführten technischen Neuerungen und gesetzlichen Änderungen, die während der Konferenz vorgestellt wurden, werden im Folgenden in Form von Kurznachrichten skizziert.

Die Beratungen der LABO-/LAGA-Ad-hoc-AG zur Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung im Vorfeld der Verhandlungen im Bundesrat sind vorangekommen. Die vorläufige Version lässt kleinere Veränderungen hinsichtlich Definitionen, Regeln zur physikalischen Belastung von Böden sowie vorbeugende Wert- und Qualitätssicherungen zur Stichprobenentnahme erwarten. Im Zentrum der Debatten standen die Regularien für die Wiederverwendung von Bodenmaterial in der Wurzel- und tieferen Bodenzone. +++ Die Erfahrungen mit der Umsetzung der europäischen Bauprodukteverordnung in die österreichische Recycling-Baustoffverordnung sind positiv, da die Regularien sicherstellen, dass solche Materialien die technischen Anforderungen erfüllen und als Produkte gelten. Dies bedingt eine entsprechende Nachfrage. Dennoch muss auch zukünftig die vertretbare Recycelbarkeit heute errichteter Gebäude gewährleistet sein. +++ In der Schweiz will der Bund sämtliche Material- und Stoffströme entlang der Wertschöpfungskette berücksichtigen. Zur zukünftigen Abfallreduzierung steht neben dem Umweltschutzgesetz die Verordnung über die Vermeidung und die Entsorgung von Abfällen (kurz: VVEA) zur Verfügung, die die Abfallwirtschaft zu einer Ressourcenwirtschaft mit geschlossenen Rohstoffkreisläufen machen soll.

Keine Feststoffwerte für Eisenhüttenschlacken

Die Bedeutung der europäischen Prüfnormen für die deutsche Ersatzbaustoffverordnung hinsichtlich Stofffreisetzungs-Eigenschaften wird sich daran bemessen, ob mineralische Ersatzbaustoffe gleichzeitig Bauprodukte im Sinne der novellierten EU-Bauprodukteverordnung sind. Für sie kann keine weitere Verfahrensprüfung der gleichen Leistungsmerkmale verlangt werden. +++ Eisenhüttenschlacken – auch solche mit erhöhtem Schwermetallgehalt – zeigen hinsichtlich Elution und Erosion weder relevante Freisetzungen, Einträge noch Aufnahmen schadstoffhaltiger Partikel. Daher muss die Ersatzbaustoffverordnung keine Feststoffwerte für Eisenhüttenschlacken enthalten.

Einstufung nach HP 14 ermitteln

Bei Untersuchungen mineralischer Abfälle in Österreich wurde festgestellt, dass weder bei Elektroofenschlacken, Recyclingbaustoffen noch Verbrennungsrückständen Anzeichen von Öko-Toxizität (HP14-Kriterium) zu identifizieren waren. +++ Jährlich fallen in Deutschland rund 600.000 Tonnen Rostasche aus der Verbrennung von Siedlungsabfällen an, bei denen die meisten gefahrenrelevanten Eigenschaften nicht nachgewiesen werden können. Mit einer selektiven Extraktion und Analytik lassen sich für die metallisch gediegenen oder in Legierung vorliegenden Schwermetalle Kupfer, Zink, Nickel und Blei die erforderlichen Informationen für eine mögliche Einstufung nach HP 14 ermitteln. +++ Für Hausmüll-Verbrennungsschlacken (HMV) liegt jetzt ein aktualisierter Branchen-Praxisleitfaden zur Verfügung, der die einstufungsrelevanten Verbindungsformen auflistet, eine Zuordnung zum jeweiligen Gefährlichkeitskriterium – auch bezüglich HP14 – ermöglicht und auch unterschreitbare Höchstwerte des gebundenen Elements ausweist. +++ Untersuchungen in Dänemark haben ergeben, dass die HP14-Klassifikation von Schlacke eine zusätzliche Sicherheit zum bestehenden Laugungstest bietet, eine generelle Verbesserung durch Produktzertifizierung darstellt und damit das Material in der Wertschöpfungskette steigen lässt.

Trocken- oder Nassaufbereitung?

Der Betrieb einer vom niederländischen Abfallwirtschaftsverband initiierten Großwaschanlage zur vollständigen Reinigung von HMV-Schlacke ermöglicht deren spätere freie Verwendung als Baumaterial in den Niederlanden und erzielt einen höheren finanziellen Ertrag von NE-Metallen als durch trockene Aufbereitung. +++ Zur Verbesserung kritischer Parameter in Rostaschen bieten sich Waschverfahren oder die Abtrennung einer speziellen Feinfraktion an. In beiden Fällen wird jedoch der Anteil an Antimon mobilisiert, der nur sehr kostenintensiv entfernt werden könnte, und hohes Risiko bietet, dennoch den Grenzwert zu überschreiten. +++ Trockenverfahren für MVA-Rostasche werden für immer feinere Korngrößen in Betracht gezogen. Dennoch scheint die Nassaufbereitung aufgrund höherer Metallausbringung, weniger Staubemissionen und qualitativ höherwertiger Resultate an Bedeutung zu gewinnen. +++ Durch Brech- und optimierte Mahlprozesse, magnetische Abtrennung von Magnetit und Reduktion von Kupfer, Blei und Mangan durch Auswaschung lässt sich die mineralische Feinfraktion von MVA-Schlacke als Rohstoff der Zementindustrie anbieten, erfüllt aber noch nicht deren Wunschvorstellungen. Bereits erzielte Klinkerqualitäten machen jedoch weitere Forschungen sinnvoll.

Flugasche kann Abwärme speichern

In der Schweiz besteht ab 2021 eine gesetzliche Metallrückgewinnungspflicht für Flugaschen, der zunächst durch saure Flugaschenwäsche und anschließend durch das Flurec-Verfahren zur direkten Metallrückgewinnung oder eine ausländische Verwertung der Zinkhydroxidschlämme entsprochen werden kann. Die darauf aufbauende SwissZinc-Anlage soll 2024 in Betrieb gehen, Blei, Cadmium und Kupfer abtrennen und hochwertiges Zink rückgewinnen und vermarkten. +++ Calciumoxid als eine Hauptkomponente in Flugasche besitzt nachweisbar ein theoretisches Potenzial für den Einsatz als Material zur thermochemischen Energiespeicherung: als Abfallstoff, der Abwärme speichert. Die Frage, ob sich Flugaschen auch für die CO2-Speicherung eignen, ist noch offen.

Eisenhüttenschlacke: rohstofflich wie mineralisch nutzbar

In Nassgranulationsanlagen für Schlacke bleibt die Restwärme des Materials ungenutzt. Ein Unternehmenskonsortium lässt derzeit eine Trockenzerstäubungstechnologie entwickeln, die aus der Kühlluft geschmolzener Schlacke Wärmeenergie rückgewinnt. Würde die Hälfte der österreichischen Hochöfen auf das Verfahren umgestellt, könnten 3,5 Millionen Haushalte mit Energie versorgt werden. +++ Das Beispiel der Dillinger Hüttenwerke macht deutlich, dass bei der Roheisen- und Stahlerzeugung auch Nebenprodukte wie Eisenhüttenschlacken – aus Hochofen und Stahlwerk – entstehen, deren Material neben dem rohstofflichen Einsatz auch als mineralischer Dichtungsstoff Verwendung findet. Hinzu kommen die Nutzung von eisenhaltigen Stäuben und Schlämmen sowie die Wiederverwertung von Feuerfest-Ausbruch. +++ Ein neuer Ansatz zur Modifizierung von LD-/Konverterschlacke in drei Schritten ermöglicht nicht nur die fast vollständige Rückgewinnung der in ihr enthaltenen Metalle: Eine chemische Einstellung der Schlacke auf die angestrebte Klinkerzusammensetzung und die Auskristallisierung von Alit führt zu guten hydraulischen Schlacke-Eigenschaften und ermöglicht die Substitution von Zementklinker. +++ Wenn bereits beim Abkühlen von Konverterschlacke auf einen geeigneten, möglichst langsamen Prozess geachtet wird, lässt sich die Bildung von röntgenamorpher Belitphase reduzieren. Daher kann LDS C-Schlacke durch eine geeignete Mahlung höhere Reaktivitäten und höhere finale Festigkeiten erlangen.

Der Diskriminierung von Elektroofenschlacke begegnen

Die geplante Ersatzbaustoffverordnung legt veränderte Elutionsverfahren und neue Grenzwerte fest, sodass Elektroofenschlacke nicht mehr im offenen Straßenbau eingesetzt werden könnte. Durch Einbringen eines Reduktionsmittels in die flüssige Schlacke lässt sich jedoch das Elutionsverhalten bestimmter Schwermetalle beeinflussen, damit sie den zukünftigen Richtlinien entsprechen und einer profitablen Vermarktung nicht mehr im Wege stehen. +++ Eine Reihe von werksinternen Projekten der Max Aicher Umwelt GmbH und der Lech-Stahlwerke GmbH namens ProEos, MiLeSlag, ErdEos, ErdSeks,Fines2EAF und EcoSlag versucht, der Diskriminierung bayerischer Elektroofenschlacke durch ungeeignete Regelwerke und eine Bevorzugung der Deponierung zu begegnen, indem sie an der qualitativen Verbesserung der Schlacke arbeiten. +++ Im Jahr 2017 wurden deutsche Hochofenschlacken zu 100 Prozent in Straßenbau und Zementindustrie und Stahlwerksschlacken zu 90 Prozent in verschiedenen Bereichen eingesetzt. In Europa lag der Deponierungsanteil mit 14,1 Prozent über dem des deutschen mit 10,8 Prozent. Ein No-Waste-Konzept muss daher perspektivisch einerseits auf minimierten Rohstoffeinsatz und die Vermeidung von Deponierung, andererseits auf die Verwendung von Materialien aus nicht artverwandten Stoffkreisläufen abzielen.

Wachsender Bedarf an Stahlschrott

Aus prekären Stahlschrotten, die mit Asbestfasern, Schwermetallen oder persistenten organischen Schadstoffen verunreinigt sind, können durch ein neues thermisches Recyclingverfahren mit komplexer Abgasbehandlungstechnik sogenannte Purified Metal Blocks gewonnen werden. Enormen Mengen an kontaminiertem Stahlschrott steht ein wachsender Bedarf an diesem Material gegenüber. +++ Für die Rückgewinnung von Metallen, Ölen und Schmierstoffen aus hochwertigen Metallschlämmen, wie unter anderem Walzzunder und Schleifstaub, steht mit der Vakuumdestillation zur thermischen Trennung ein probates Verfahren zur Verfügung. Allerdings gingen bislang nur wenige entsprechende Anlagen in Betrieb; neue Anlagen müssen strengeren Auflagen genügen und benötigen höhere Investitionskosten als Anlagen unter Bestandsschutz. +++ Ein Forschungsvorhaben, an dem auch die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung teilnimmt, arbeitet an der Optimierung eines pyrometallurgischen Recyclingprozesses zur Rückgewinnung von Tantal in Reststoffen mit geringer Wertstoffkonzentration. Im Zentrum der Untersuchungen stehen der Einsatz von Reduktionsmitteln, die Charakterisierung des Schlackesystems sowie die Bestimmung der Mineralphasen.

Anerkannte Qualitätsnachweise für Bauabfälle

Die novellierte Gewerbeabfallverordnung zielt darauf ab, hohe Recyclingquoten auch für gemischte Gewerbeabfälle wie Bauabfälle zu erreichen. Das bisherige Fehlen einer endgültigen bundeseinheitlichen Fassung hat jedoch Nachvollziehbarkeit und Transparenz des ordnungsbehördlichen Verfahrens lange Zeit behindert. Zusätzlich wurde der Vollzug durch knappe personelle Kapazitäten bei den entsprechenden Verwaltungen der Bundesländer erschwert. +++ Für eine einheitliche Qualitätssicherung und eine allgemein anerkannte Zertifizierung hochwertiger Baustoffe sollten akkreditierte regionale Baustoffüberwachungs- und Qualitätsnachweis-Organisationen unter dem Dach des Bundesüberwachungsverbandes BauProdukte eingeschaltet werden, anstelle beliebige private Kennzeichnungen durch die Behörden vorschreiben zu lassen. +++ Zurzeit existiert kein einheitlicher, rechtsgebietsübergreifender Grenzwert, um die Asbestfreiheit von Bauabfällen und Baustoffen rechtlich gesichert festzulegen. Sein Fehlen stellt Verwertung und Recycling von rund 60 Millionen Tonnen mineralischer Bauabfälle pro Jahr in Frage, verhindert das Erreichen der geforderten Quote und erhöht den Bedarf an Deponieraum der DK I.

Die Ersatzbaustoffverordnung zeigt Defizite

Die Schweizer Gesetzgebung hat das Instrument des Entsorgungskonzepts im Abfallrecht verankert, um Schadstoffe abzuklären, zu entfernen und ihre Entsorgung nachzuweisen. In diesem Rahmen unterstellt der Kanton Zürich seit Juni 2018 Rück- und Umbau von Hochbauten einer Privaten Kontrolle, praktiziert den Teilprivatisierten Vollzug bei Bodenverschiebungen durch Fachpersonen und setzt den Stand der Technik ein, um beispielsweise bei gemischten Bauabfällen einen hohen Aufbereitungsgrad zu gewährleisten. +++ In Deutschland liegt keine Rechtsverordnung vor, in der die Anforderungen an die Verwertung von mineralischen Abfällen festgelegt, Umweltschutz gewährleistet und die Vereinheitlichung mit der Deponieverordnung hergestellt wurde. Die Ersatzbaustoffverordnung zeigt Defizite hinsichtlich Behandlung von Straßenaufbruch und Ausbauasphalt, Bohrspülungen, Gipsabfall, Ersatzbaustoffen, mineralischen Bergbauabfällen und Sanierungsdefiziten von Altlasten. +++ Ein novellierter Leitfaden der baden-württembergischen Landesanstalt für Umwelt liefert seit Mai 2018 Regelungen zum Umgang mit teerhaltigem Straßenaufbruch, informiert über zulässige Entsorgungsverfahren und bietet Entsorgungsoptionen. +++ Erste Ergebnisse des österreichischen RecyMin-Projekts zu innovativer Deponierung und Recycling von künstlichen Mineralfasern zeigen, dass die Zerkleinerung von Mineralwolle-Abfällen und deren Brikettierung mit Bindemitteln eine sinnvolle Vorbehandlung für ihre weitere Verwendung darstellen.

Deponiebedarf erfordert Kapazitätsausbau

In den meisten Bundesländern besteht zumindest unverändert Bedarf an neuem Deponieraum. Auf weitere Stoffstromverschiebungen, die eine Mantelverordnung, ein verschärftes Boden- und Wasserrecht oder der Wegfall der Verfüllung in Abgrabungen verursachen könnten, ist das deutsche Deponiesystem noch nicht vorbereitet. +++ Möglicherweise können Deponien der Klasse 0 am unteren Ende der Belastungsskala zur Entsorgungssicherheit von mineralischen Abfällen beitragen. Laut niedersächsischer Erlasslage wäre für solche Materialien auch der Einsatz in Deponien der Klasse DK 0+ denkbar, die Mineralabfälle mit mehr als geringer Belastung ohne Konflikte mit dem Grundwasserschutz aufnehmen können. +++ Für die Einrichtung oder Wiederinbetriebnahme einer Deponie sind weniger die technischen Planungen als Lesart, Auslegung und Umsetzung der vorgegebenen Rahmenbedingungen durch die Entscheidungsträger wesentlich. Wie wichtig die frühzeitige Entwicklung eines integralen Gesamtkonzepts ist, zeigt das Beispiel der Reaktivierung der stillgelegten DK II-Deponie Haus Forst im Rhein-Erft-Kreis. +++ Auch das Urteil des Oberverwaltungsgerichts Lüneburg zur Deponie Haschenbrok macht deutlich, welchen Stellenwert formelle Vorgaben bei Deponieplanungen einnehmen, welche materialrechtlichen Auflagen zu erfüllen sind, welchen Stellenwert Naturschutz und Artenschutzrecht einnehmen und welchen personellen Aufwand der Gang vors Gericht erfordert.

Tunnelausbruch und Reaktorbaumassen verwenden

Ob Tunnelausbruchmaterial als Abfall oder als mineralischer Rohstoff gilt, ist weniger eine Frage der technischen Parameter als der unterschiedlichen rechtlichen Klassifizierung. Mithilfe einer Bewertungsmatrix lässt sich die Verwendungseignung des Ausbruchmaterials in der Entwurf- und Planungsphase eines Tunnelprojekts rasch bestimmen. +++ Mit der Novellierung von Strahlenschutzgesetz und Strahlenschutzverordnung ist die Wiederverwendung von kerntechnischer Rückbaumassen als untertägiger Bergversatz rechtlich abgesichert. Findet beim Zulassungsprozess professionelle Kommunikation der Entsorger mit Verwaltung, Öffentlichkeit und Politik statt, lassen sich Akzeptanzdefizite bei Deponiebetreibern, Kommunen und Bürgern überwinden.

ELFM statt herkömmlichem Deponierückbau

Wenn sich in der Nachsorgephase einer Deponie die Gasproduktion so weit reduziert, dass sie nicht mehr ökonomisch ist und die Emissionen unter einen Grenzwert sinken, kann die aktive Entgasung auf eine kontrollierte passive umgestellt werden. Hierzu müssen geeignete Maßnahmen und Behandlungsverfahren in Angriff genommen werden, zu denen eine neue VDI-Richtlinie technische Details vorgibt. +++ Enhanced-Landfill-Mining (ELFM) unterscheidet sich vom klassischen Deponierückbau durch innovative Technologien und komplexere Prozessketten. Durch sensorgestützte Sortiersysteme lassen sich Fraktionen für stoffliches Recycling und Fraktionen für energetisches Recycling separieren; möglich ist auch die Abtrennung von Störstoffen aus potenziellen Ersatzbrennstoffen.

Der Zukunft den Weg ebnen

Mit der Konferenz und dem daraus resultierenden Tagungsband ist es dem Team der Thomé-Kozmiensky Verlag GmbH erneut gelungen, eine Reihe von einschlägigen Vorträgen zu mineralischen Nebenprodukten und Abfällen sowie deren weiterer Behandlung zu sammeln. Dabei wurde der Bogen geschlagen von rechtlichen Voraussetzungen über verschiedene Verfahren zu Vorbehandlung und diversen Bearbeitungsmethoden von Nebenprodukten aus der Metallurgie bis hin zu Innovationen im Baurecycling-Sektor und Neuerungen im Deponien- und Bergversatz-Bereich.

Der neue Band 6 der „Mineralische Nebenprodukte und Abfälle“-Reihe profitiert ebenso von jahrelangen Erfahrungen der Praktiker wie von neuen Forschungsergebnissen der Theoretiker und Einblicken in sich ändernde Richtlinien und Vorgaben aus dem juristischen Sektor. Informationen aus Dänemark, Österreich und der Schweiz flossen mit ein. Auch kritischen Stimmen wie jene, die von „nicht heilbaren Defiziten“ bei der dem Bundesrat vorliegenden Ersatzbaustoffverordnung spricht, wurde die Möglichkeit zur Äußerung eingeräumt. Mit Rückgriff auf professionelles Wissen und praktische Erkenntnisse eröffnen die Beiträge somit Einblicke in das, was ist, und das, was sein könnte. Insgesamt liefert der Tagungsband damit nicht nur eine Bestandsaufnahme der Branche, sondern ebnet den Weg zu weiteren innovativen Techniken, einem verbesserten Recycling und einer potenziellen Circular Economy.

Mineralische Nebenprodukte und Abfälle – Aschen, Schlacken Stäube und Baurestmassen, Band 6, hrsg. von Stephanie Thiel, Elisabeth Thomé-Kozmiensky, Thomas Pretz, Dieter Georg Senk und Hermann Wotruba, Neuruppin 2019, 635 Seiten, ISBN: 978-3-944310-47-3

(EU-Recycling 08/2019, Seite 43, Foto: O. Kürth)