Bedeutung der Stahlwerksschlacke als Sekundärbaustoff

Auch die Stahlindustrie trägt zum nachhaltigen Umgang mit Ressourcen und damit zum Umweltschutz bei. Dazu gehört nicht nur die Stahlherstellung, sondern auch die Erzeugung und Verwertung von Nebenprodukten, insbesondere von Schlacken. Diese sind gefragte Bau- und Rohstoffe in anderen Industriesektoren. Im Prozess der REACH-Registrierung wurde nachgewiesen, dass bei sachgemäßem Einsatz von Eisenhüttenschlacken umwelt- oder gesundheitsschädliche Auswirkungen nicht ausgehen. In Deutschland werden etwa 14 Millionen Tonnen Eisenhüttenschlacken pro Jahr hergestellt, die zu 95 Prozent vermarktet werden. Möglich ist dies nur durch Rechtsnormen, die fördernde Bedingungen schaffen. Dr. Peter Dahlmann vom Stahlinstitut VDEh geht auf der Berliner Recycling- und Rohstoffkonferenz der Frage nach, ob die vom Bundesministerium für Umweltschutz angekündigte Ersatzbaustoffverordnung diesen Anforderungen gerecht werden kann.

Verwertung von Leichtgranulat aus Bauschutt

Im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Verbundforschungsprojekts „Aufbaukörnungen“ wird eine Technologie zur Herstellung von Leichtgranulaten aus  Bauschutt, insbesondere aus Mauerwerkbruch, entwickelt. Dadurch soll die rohstoffliche Verwertung dieser Massenabfälle gefördert werden. Die thermisch oder hydrothermal erhärteten Blähgranulate sollen als leichte Gesteinskörnung für die Herstellung von Beton verwendet werden. Damit sollen Bau- und Abbruchabfälle sinnvoll und umweltfreundlich verwertet werden. Im Vortrag von Alexander Schnell, dem Leiter der Arbeitsgruppe Recycling an der Bauhaus-Universität Weimar, wird das im Labor erprobte Verfahren auf der Berliner Recycling- und Rohstoffkonferenz vorgestellt. Die technischen Eigenschaften der Recyclinggranulate werden mit den Anforderungen an leichte Gesteinskörnungen aus primären Rohstoffen für die Betonherstellung verglichen. Die ersten Erkenntnisse über die Eigenschaften der Betone, die mit den neuen Leichtgranulaten hergestellt wurden, werden erörtert und mit möglichen Anwendern diskutiert.

Steigerung der Rohstoffproduktivität

Ein politisches Ziel ist die Steigerung der Rohstoffproduktivität. Dafür unterstützt das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) die Entwicklung innovativer Effizienztechnologien. Dazu gehört auch der Förderschwerpunkt mit dem etwas umständlichen Namen „r” - Innovative Technologien für Ressourceneffizienz – Rohstoffintensive Produktionsprozesse“. Dieses Integrations- und Transferprojekt wird am Fraunhofer Institut für System- und Innovationsforschung ISI von Dr. Katrin Ostertag koordiniert. Bewertet werden die Ressourceneffizienzpotenziale der darin geförderten Vorhaben unter Berücksichtigung ökologischer und ökonomischer Aspekte. Nach Berechnungen der Universität Stuttgart und des Karlsruher Instituts für Technologie hat das r”-Cluster Metall-Recycling den größten Anteil an den Einsparungen beim kumulierten Materialaufwand und Primärenergiebedarf. Bei der Reduktion der Treibhausgase liegen die Vorhaben zu innovativen Baustoffen vorn. Das größte ökonomische Potenzial könnte sich aus den zwei geförderten Vorhaben der chemischen Industrie ergeben, die sich beide mit Katalyse beschäftigen. Ergebnisse der bisherigen Untersuchungen werden auf der Berliner Recycling- und Rohstoffkonferenz am 27. März 2012 zur Diskussion gestellt.

Kunststoff-Folien können effektiv aus Abfällen abgetrennt werden

Von der Firma Schulz&Berger GmbH in Altenburg wurde ein Doppeltrommel-Unterdruck-Trennaggregat für die Aussortierung von Kunststoff-Folien aus gemischten Abfällen entwickelt. Der Apparat wird in einem Verbundprojekt mit der Fachhochschule Nordhausen optimiert, wie Professor Sylvia Schade-Dannewitz auf der Berliner Recycling- und Rohstoffkonferenz berichten wird.

Mit diesem Apparat können flächige leichte Materialien wie Folien aus dem Abfallstrom mit zwei rotierenden Trommeln getrennt werden. Mit einer Trennwand im Trommelinneren werden der Unter- und Überdruckbereich separat gesteuert. Flächige Materialien wie Folien werden aufgrund ihrer Form und geringen Dichte zunächst angesaugt und dann abgestoßen. Durch Reihenschaltung von zwei Trommeln können Folien mit höchster Ausbeute und Reinheit bereits am Beginn von Aufbereitungsprozessen gewonnen werden.

Zertifizierte Handelsketten für Metallrohstoffe

Der Abbau und Handel von Zinn, Tantal (Coltan), Wolfram und Gold in Zentral- und Ostafrika stehen im Fokus internationaler Aufmerksamkeit, auch weil die Gewinnung dieser Metalle teilweise Konflikte im Osten der Demokratischen Republik Kongo fördern. Die Metalle sind insbesondere für die Elektronikindustrie wichtige Rohstoffe, z.B. für die Produktion von Laptops, mobile Telefone und Medizintechnik.

Bisher existiert keine anerkannte Methode für eine Differenzierung der Produktion mineralischer Rohstoffe auf der Grundlage der Einhaltung von Nachhaltigkeits- und Entwicklungsstandards. Die Zertifizierung von Handelsketten im Bereich mineralischer Rohstoffe ist ein neues Instrument der Rohstoffpolitik für die Schließung dieser Lücke. Ziele der Maßnahmen sind die Erhöhung der Versorgungssicherheit für die Industrie sowie die Erschließung von Rohstoffpotentialen zur Konfliktvermeidung und zur Minderung der Armut in Entwicklungsländern, wie Dr. Volker Steinbach Leiter der DERA Deutsche Rohstoffagentur in der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe Hannover auf der Berliner Recycling- und Rohstoffkonferenz ausführen wird.

Autotherme Metallrückgewinnung aus WEEE-Schrott

In Elektronikschrott sind viele wertvolle Wertstoffe enthalten, das sind Edelmetalle (Gold, Platin, Palladium), strategische Metalle (Gallium, Germanium, Tellur) sowie Basismetalle (Kupfer, Eisen, Aluminium). Die Edelmetalle bilden in der Regel den größten Geldwert ab. Daher galt in der Vergangenheit das hauptsächliche Augenmerk der Wiedergewinnung dieser Elemente. Die derzeitigen Anstrengungen gelten den Basismetallen und hier im Besonderen dem Kupfer. Sebastian Maurell-Lopez von der RWTH Aachen stellt auf der Berliner Recycling- und Rohstoffkonferenz verschiedene Verfahren vor, mit denen Kupfer aus Elektronikschrott wiedergewonnen werden kann. Er berichtet über die ersten Versuche, bei denen mit autothermem Einschmelzen verschiedene kupferreiche Elektronikschrottfraktionen gewonnen wurden.

Was sind wirtschaftsstrategische Rohstoffe?

Über die Begriffe knapp und selten (scarce), kritisch und strategisch wird der Begriff wirtschaftsstrategisch definiert. Als wirtschaftsstrategische Rohstoffe werden solche angesehen, die – obwohl sie häufig nur in geringen Mengen benötigt werden – eine große wirtschaftliche Hebelwirkung besitzen. Sie sind entscheidend für die Herstellung technologische Spitzenprodukte und damit für den High-Tech-Standort Deutschland. Ihre große Hebelwirkung wird dadurch deutlich, dass diese Rohstoffe, obwohl ihr Einfuhrwert weniger als ein halbes Prozent unseres Bruttoinlandproduktes beträgt, wesentlich dazu beigetragen haben, Deutschland schnell aus der Rezession 2008/09 herauszuführen.

Der Begriff Wirtschaftsstrategische Rohstoffe ist nicht streng statisch; daher gibt es auch keine abschließende Element- und Rohstoffliste. Im Gegenteil ist diese Rohstoffgruppe technologieoffen und entwickelt sich dynamisch; die Liste kann sich laufend ändern. Weil sich Technologien schnell ändern können, kann ein Element, das heute unkritisch erscheint, morgen für einen Produktionsprozess entscheidend sein, wie Professor Wellmer, der ehemalige Präsident der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe anlässlich der Berliner Recycling- und Rohstoffkonferenz am 26. März 2012 erläutern wird.

Ist eine Null-Abfall-Gesellschaft erstrebenswert?

In zahlreichen Diskussionsbeiträgen über den Fahrplan für ein ressourcenschonendes Europa werden von einigen Organisationen die „Null-Abfall-Gesellschaft“ sowie ein „Null-Abfall-Ziel“ für Deponien und Verbrennungsanlagen gefordert. Dr. Bertram vom Niedersächsischen Ministerium für Umwelt und Klimaschutz erläutert in seinem Vortrag auf der Berliner Recycling- und Rohstoffkonferenz, dass die Verwertung von Abfällen zwar einen Beitrag zur Substitution von Primärrohstoffen leisten kann, das Ziel einer „Null-Abfall-Gesellschaft“ jedoch für den Umweltschutz kontraproduktiv ist. Erforderlich ist vielmehr ein ganzheitliches und in sich schlüssiges Konzept für eine Abfallwirtschaft, die die unterschiedlichen fachlichen Aspekte widerspruchsfrei miteinander verknüpft und bisher gewonnenen Erfahrungen berücksichtigt. An die Entsorgung von Abfällen müssen Anforderungen festgelegt werden, die den Schutz der Umwelt gewährleisten und die die „Nierenfunktion“ zur Ausschleusung von schadstoffbelasteten Teilströmen sowie Senken – das sind Verbrennungsanlagen und Deponien – für deren Zerstörung und Ablagerung beinhalten. Verwertungsquoten sind daher aus Sicht des vorsorgenden Umweltschutzes zur Steuerung von Abfallströmen ungeeignet.

Rechtsnormen für die Verwertung mineralischer Abfälle

Zwei Drittel des jährlichen Abfallaufkommens in Deutschland machen die mineralischen Abfälle aus; das sind 240 Millionen Tonnen pro Jahr. Schon wegen dieser Menge kommt ihrer Verwertung besondere Bedeutung zu.

Bisher wurde unter beachtlichen Anstrengungen Verwertungsquoten von mehr als 90 Prozent erreicht. Das Bundesumweltministerium (BMU) will für die Verwertung unterschiedlicher mineralischer Abfälle – wie Boden, Recyclingbaustoffe sowie Rückstände und Nebenprodukte aus industriellen Prozessen – bundeseinheitliche Regelungen und Rahmenbedingungen schaffen. Dies soll in der sogenannten Mantelverordnung geschehen.

Das ursprünglich vom BMU verfolgte Ziel der Ausgewogenheit zwischen angemessenem Grundwasser- und Bodenschutz einerseits sowie umfassender und umweltgerechter Verwertung mineralischer Abfälle andererseits wird nach Ansicht von Dr.-Ing. Jörg Demmich mit den vorgelegten Verordnungsentwürfen verfehlt, wie er anlässlich der Berliner Recycling- und Rohstoffkonferenz darlegen will. Wichtige aktuelle umweltpolitische Zielsetzungen, wie Schonung natürlicher Ressourcen durch weitere Steigerung der Verwertungsquote für mineralische Abfälle, können nach Auffassung von Demmich mit den beabsichtigten Bestimmungen in der Verordnung nicht erreicht werden.

Begleitforschungsprojekt zu r³ - Innovative Technologien für Ressourceneffizienz

Das Begleitforschungsprojekt INTRA r³+ ist ein Serviceprogramm für die BMBF-Fördermaßnahme „r³ –Innovative Technologien für Ressourceneffizienz – Strategische Metalle und Mineralien“. Das Projekt wird vom Helmholtz Institut Freiberg für Ressourcentechnologie koordiniert. Strategische Rohstoffe wie seltenere Metalle und Industriemineralien werden zunehmend in der Hightech-Industrie verwendet. Schwerpunkt des Projekts ist die Entwicklung von Technologien, die den Verbrauch von strategischen Ressourcen verringern und ihre Nutzung effektiver machen sollen.

Mit dem Begleitforschungsprojekt sollen die Forschungsverbünde in r³ wirkungsvoll vernetzt und die Forschungsergebnisse in die Wirtschaft überführt werden, wie Dr. Anke Dürkoop vom Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie auf der Berliner Recycling- und Rohstoffkonferenz darlegen wird.

Das Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie HIF

Das im August 2011 gegründete Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie verfolgt einen ganzheitlichen Forschungsansatz, der die gesamte Wertschöpfungskette mineralischer und insbesondere metallhaltiger Rohstoffe von der Erkundung und Gewinnung über die Aufbereitung und Veredelung bis zum Recycling umfasst.

In Zusammenarbeit mit Wirtschaft, Wissenschaft und Politik will sich das Institut langfristig als das nationale und europäische Forschungs- und Kompetenzzentrum für Ressourcentechnologie profilieren, wie Professor Jens Gutzmer von der TU Bergakademie Freiberg auf der Berliner Recycling- und Rohstoffkonferenz ausführen wird.

Rückgewinnung und Wiedereinsatz von Edelmetallen aus Brennstoffzellen

Die Firma ReMetall Drochow GmbH beschäftigt sich unter anderem mit der Rückgewinnung von Edelmetallen, derzeit mit solchen aus gebrauchten Katalysatoren. Gemeinsam mit Partnern aus der Brennstoffzellentechnologie wird ein vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des Programms KMU-innovativ gefördertes Projekt durchgeführt.

Die in Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellen und in Direktmethanol-Brennstoffzellen enthaltenen Edelmetalle sollen effizient rückgewonnen werden, wie Dr. Rainer Wegner von ReMetall Drochow GmbH anlässlich der Berliner Recycling- und Rohstoffkonferenz schildern wird. Die Edelmetalle sollen wieder in Brennstoffzellenstacks eingesetzt werden. Auch die Wiederverwendung der edelmetallfreien Materialien im Stack – z.B. Bipolarplatten und Membrankunststoff – wird untersucht.