Zement statt Deponie: Recycling von Müllverbrennungsasche
Ein Abbau von Kupfererz wird heute ab einem Mindestgehalt von 0,3 Prozent als wirtschaftlich angesehen. Bei der Müllverbrennung entsteht Asche, deren Feinfraktion durchschnittlich 0,3 bis 0,5 Prozent Kupfer enthält. Dessen Gewinnung lohnt aber nur, wenn auch die verbleibende mineralische Fraktion weiterverwertet werden kann.
Die Universität Duisburg-Essen und Partner aus den Branchen Müllverbrennung und Aufbereitung sowie aus der Zementindustrie haben im Projekt „Emsarzem“ (gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung) einen entsprechenden Prozess entwickelt. Ein Praxistest im Industrieformat verlief im vergangenen Juli erfolgreich.
Im Jahr 2022 wurden in Deutschland etwa 25 Millionen Tonnen Abfall in Verbrennungsanlagen „thermisch behandelt“. Aus den Resten werden mit konventionellen Methoden wie Sieben, Magnet- und Wirbelstromabscheidern rund 600.000 Tonnen Metalle zurückgewonnen. Die verbleibende Müllverbrennungs-Asche (MV-Asche) wird zum Großteil auf Deponien für Basisabdichtungen, Funktionsschichten und weitere Baumaßnahmen verwertet – obwohl noch wertvolle Metalle enthalten sind. „Theoretisch kann die MV-Asche im Straßen- und Erdbau als Ersatzbaustoff eingesetzt werden, was aber 2020 nur zu circa 17 Prozent geschehen ist. Der größte Teil endet noch immer im Deponiebau“, weiß Prof. Dr. Rüdiger Deike von der Universität Duisburg-Essen (UDE).
Im Sinne des Urban Minings
Unter der Leitung der GKS-Gemeinschaftskraftwerk Schweinfurt GmbH haben die insgesamt neun Partner des Projekts Einsatz von Müllverbrennungsschlacke als Rohstoff für die Zementherstellung – kurz „Emsarzem“ – ein wirtschaftliches, industriell umsetzbares Verfahren im Sinne des Urban Minings entwickelt. Dafür wird die Asche, die eine Körnung von 0-10 mm hat, in verschiedenen Stufen gemahlen; verschiedene Trennverfahren extrahieren unterschiedliche Wertstoffe. Dabei werden die Metalle weitestgehend von der mineralischen Fraktion abgetrennt und wieder in die Metallproduktion übernommen. Der deutlich größere Rest – das Mineralgut – wird abhängig von seiner Korngröße gesäubert, als Rohstoff der Zement- und Betonproduktion zugeführt oder als Ersatz für natürliche Gesteinskörnungen in Betonanwendungen genutzt.
Im Versuch wurde in einer Industriemühle (Bild) die Müllverbrennungsasche in verschiedenen Stufen gemahlen (Foto: Loesche GmbH)
Rüdiger Deike: „Mit diesem Prozess können aus einer ursprünglich wertlosen Menge – wertlos deshalb, da sie im Abfall extrem fein verteilt ist –, theoretisch 8.000 Tonnen pro Jahr eines Kupferkonzentrates separiert werden. Darin wären circa 2.800 Tonnen Kupfer, 20 Tonnen Silber und 100 Kilogramm Gold enthalten. Die Gewinnung wäre aber nur dann wirtschaftlich möglich, wenn die mineralische Fraktion auch verwertet werden kann.“
Deikes Arbeitsgruppe Metallurgie und Umformtechnik konzentriert sich im Projekt auf die detaillierte Untersuchung der separierten Metallfraktionen. Das Team von Prof. Dr. Jutta Geldermann (Produktionsmanagement/UDE) führt Wirtschaftlichkeitsberechnungen durch und erstellt die Ökobilanz dieses Prozesses. „Das Projekt Emsarzem trägt dazu bei, durch die thermische Abfallverwertung zukünftig Rohstoffe zu gewinnen, die sonst unwiederbringlich verloren wären“, erklärt Dr. Ragnar Warnecke, Geschäftsführer der GKS-Gemeinschaftskraftwerk Schweinfurt GmbH.
(Erschienen im EU-Recycling Magazin 09/2024, Seite 30, Foto: GKS Gemeinschaftskraftwerk Schweinfurt GmbH)
