Neue Art der Verwertung von metallischen Stäuben und Schlämmen

Destillation und Brikettierung ermöglichen vollständige Trocknung und Rückführung.

Dem Recycling und der Versorgung von Sekundärrohstoffen in der metallverarbeitenden Industrie wird schon längst eine hohe Bedeutung beigemessen. Während sich Stückschrott ohne signifikanten Qualitätsverlust wiederverwerten lässt, ist die Verwertung von Weichschrotten wie Schlämmen und Pulvern vergleichsweise deutlich komplexer und somit weniger verbreitet.

Bisherige Methoden führen zum Verlust der Ressource Metall
Viele verbreitete Entsorgungsmöglichkeiten für Metallschlämme und -stäube sind meist unzureichend und haben den Nachteil, dass selbst eine Aufbereitung oftmals einem Downcycling mit hohem Qualitätsverlust entspricht.

Die Entsorgung von pastösen und gefährlichen Abfällen wie Weichschrotten erfolgt in Deutschland mit über 90 Prozent durch die Einlagerung in Deponien oder in Sonderabfallverbrennungsanlagen, wodurch wertvolle Ressourcen verloren gehen und nicht mehr in den Rohstoffkreislauf zurückfinden. Neben der mangelnden Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz entstehen auf diesen Wegen hohe Kosten. Daneben werden Weichschrotte auch teilweise in der Zementherstellung eingesetzt. Durch eine Vielzahl unterschiedlicher Metalle werden die Eigenschaften des Zements so mitunter jedoch negativ beeinflusst. Außerdem erhöhen sich bei der Zementherstellung die Emissionswerte. Angesichts strenger Emissionsgrenzwerte sowie zunehmenden Produktanforderungen ist auch ein Ende dieses Entsorgungswegs in den nächsten Jahrzehnten in Sicht.

Eine Verwertungsmöglichkeit findet sich in der Rückführung der Metallstäube, Pulver und Schlämme in Schmelzen wieder. Um Risiken wie gefährliche Verpuffungen sowie die Bildung von Schlacke zu senken, stellen sich einige Recyclingmethoden der Herausforderung, den Ölgehalt zu senken und feine metallische Partikel zu verwerten.

Dabei erfolgt oftmals eine Trocknung von Metallschlämmen durch reine Abtropfung in Siebbecken sowie Pressen des Materials. Allerdings wird durch diese Methoden meist keine vollständige Trocknung der Metallschlämme erreicht, sodass eine hohe Restfeuchte und Öl zurückbleiben kann. Aufgrund dessen verlieren die Abfälle in der Regel nicht ihre Gefährlichkeit; ein Restbestand an Öl bleibt zurück. Bei der direkten Zuführung von Metallpulver verbrennt ein Großteil des Materials. Außerdem entsteht oft ein hoher Anteil an Schlacke, da sich die feinen Partikel leicht absetzen. Dieses Problem kann durch eine vorgelagerte Destillation des Schlamms und eine Brikettierung der Metallpulver gelöst werden.

Technologie der Vakuumdestillation und Hochfestbrikettierung
Die Vakuumdestillation der Cronimet Envirotec GmbH aus Bitterfeld-Wolfen ermöglicht das Recycling von wertvollen Rohstoffen in Verbindung mit Öl und Wasser. Durch die Abwesenheit von Sauerstoff im Vakuum wird eine Oxidation der Metalle unterbunden, sodass sich chemische Zusammensetzung und Eigenschaften der Materialien nicht verändern. Durch eine inerte Atmosphäre entfällt die oft notwendige teure Reduktion beim Wiedereinsatz vieler Metalle.

Während der Vakuumdestillation werden Flüssig- und Feststoffe in einem energieeffizienten Prozess voneinander getrennt und gekühlt. Als Output entsteht neben Öl und destilliertem Wasser reines Metallpulver, frei von allen Kontaminationen. Durch dieses Verfahren verliert der Abfall seine Deklaration als gefährlich und gilt nicht mehr als überwachungspflichtig. Die aufbereiteten Metallpulver können anschließend in einer Hochfestbrikettierung zu Metallbriketts weiterverarbeitet werden.

In der Brikettierung gewährleistet die Zugabe eines organischen Bindemittels eine hohe Festigkeit. Hiermit unterscheidet sich das Verfahren von anderen Press- und Brikettierverfahren, die ein hohes Maß an anorganischen Bindemitteln verwenden. Verhältnis und Eigenschaften dieser Binder führen oftmals zu einem Qualitätsverlust des Materials sowie zu einer Verunreinigung der Briketts.

Das organische Bindemittel ist zudem in der Schmelze nicht bemerkbar. Die Rückführung in Schmelzen wird mit einem deutlich geringeren Anteil an Schlackebildung als bei Pulvern oder Briketts mit anderen Bindemitteln ermöglicht. Somit lassen sich Filterstäube, Schleifpulver und andere feine Metallpartikel wiederverwerten.

Anwendung in der Praxis
Obwohl der Bedarf und damit das Marktpotenzial für das Recycling von Weichschrotten groß ist, erfolgt eine Umstellung in vielen Betrieben eher langsam. Der Etablierung und Akzeptanz innovativer sowie umweltfreundlicher Technologien stehen Tradition und Skepsis entgegen. Eine steigende Nachfrage nach Rohstoffen und alternativen Entsorgungsmethoden zur Deponierung oder Verbrennung führen jedoch dazu, dass innovative Technologien vermehrt Zuspruch finden.

Erfolgreich etablierte Kooperationen mit Gießereien, Edelstahlwerken, Automobilzulieferern, Werkzeugherstellern und anderen metallverarbeitenden Betrieben sind Zeugnis dafür, dass eine nachhaltige Aufbereitung metallhaltiger Stäube und Schlämme am Markt Anklang findet. Die Möglichkeit, Stückschrotte und andere Sekundärrohstoffe durch Briketts zu ersetzen, schenkt dem Markt des Rohstoffhandels zudem neues Potenzial. So werden durch die Anwendung von Vakuumdestillation und Hochfestbrikettierung für (gefährliche) Abfälle zunehmend Kreisläufe geschlossen.

www.cronimet-envirotec.com

Quelle: Cronimet Envirotec

(EU-Recycling 11/2020, Seite 40, Foto: Cronimet Envirotec GmbH)