Während für Verpackungen gesetzliche Vorgaben zur Steigerung des Recyclinganteils gelten, lebe das Interesse an mehr Recycling in anderen Branchen von wirtschaftlichen Anreizen, heißt es in einer Pressemeldung der Gemeinschaft. Das gelte beispielsweise für den Rohstoff Bauxit als Erz, der eine wichtige Basis für feuerfeste Werkstoffe ist. Die auch als Feuerbetone bekannten Produkte werden in Stahlwerken, Gießereien oder Kraftwerken mit ihren sehr hohen Temperaturen benötigt. Der Zugang zu den asiatischen Rohstoffquellen werde künftig nicht leichter werden, das die Attraktivität des Recyclings in Deutschland erhöhe. Feuerfeste Produkte seien aber sehr empfindlich bei der Auswahl der Rohstoffe und die fürs Recyceln vorgesehenen, eigentlich wertvollen Teile seien häufig leicht verunreinigt, so durch Eindringen von Gasen oder Flüssigkeiten. „Daher untersuchen wir, welche Auswirkungen bestimmte Verunreinigungen auf die Eigenschaften feuerfester Produkte haben und wie sich Rezepturen zielgerichtet auf den Einsatz von Recyclat-Rohstoffen hin optimieren lassen“, erläutert Christian Dannert von der Forschungsgemeinschaft Feuerfest (FGF), Mitglied der Zuse-Gemeinschaft.
Feuerbetone werden ähnlich wie Baubetone in Formen gegossen. Die FGF habe daher bereits erfolgreich Methoden entwickelt, mit denen man messen könne, wie sich Verunreinigungen auf die Verarbeitung von Feuerbetonen auswirken. Ein wichtiges Kriterium für die Forschenden: Das Bestimmen elektrischer Ladungen auf Partikeloberflächen in Feuerbetonen. Denn je stärker sich die Partikel abstoßen, desto besser lassen sich die Feuerbetone verarbeiten, die ihren Weg in Formen finden müssen. „Mit den von uns entwickelten Methoden tragen wir dazu bei, dass in einer Gießerei die feuerfesten Materialien optimal eingebaut werden kann“, erläutert FGF-Forschungsleiter Dannert. Das Potenzial zum Einsatz von recycliertem Bauxit in Feuerbetonen liege alleine in Deutschland bei mehreren 10.000 Tonnen im Jahr.
Mit Röntgen Metall und Keramik leuchten lassen
Benötigt würden Feuerbetone auch in Industrieanlagen für das Recycling, zum Beispiel von Metallen. Während sich Eisen durch Magnete relativ gut von anderen Stoffen trennen lasse, sei dies zum Beispiel bei Kupfer und Aluminium schwieriger. Für die Trennung nutze man am Institut für Angewandte Photonik (IAP) in Berlin-Adlershof die Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA). Dafür bestrahlten die Forscher u.a. Elektroschrott-Teilchen mit Röntgenstrahlung. Die so angeregten Metalle geben Fluoreszenzstrahlung ab, deren Energie für jedes Atom charakteristisch ist. Damit sei eine Unterscheidung der Metalle wie zum Beispiel Mangan, Kupfer, Nickel, Chrom oder Zink möglich. „Während herkömmliche Anlagen für die Metallsortierung häufig nur eine Spurbreite bis etwa 2 cm anwenden, konnten wir diese auf 5 bis 10 mm reduzieren“, erläutert IAP-Projektingenieur Dr. Marius Scheiner. Damit könnten kleinere Partikel noch zuverlässig sortiert werden. Das von den Berliner Forschern eingesetzte Verfahren lasse sich auch zur Erkennung von Glaskeramikanteilen im Altglas anwenden, um solche fürs Glasrecycling gefährlichen Fremdstoffe loszuwerden. Das Verfahren wartet noch auf eine kommerziellen Umsetzung. Mit weiter steigenden Preisen an den Metall- und Recyclingmärkten könnte das IAP-Verfahren künftig wieder verstärkt in den Fokus von Anwendern rücken.
Leichtbeton aus dem Drehrohrofen
Am Institut für Angewandte Bauforschung (IAB) in Weimar betreibe der kürzlich gegründete Fachbereich Baustoffrecycling unter anderem einen neuen Drehrohrofen. Konkret forsche der Fachbereich daran, zu Pulver zerkleinerte Bauabfälle, die die ganze Palette der Wandabbruchmaterialien wie z.B. Altbeton, Ziegel und Kalksandsteine umfassen, so zu modifizieren, dass aus den Gemischen leichte Gesteinskörnungen hergestellt werden können. So arbeiten die IAB-Forschenden unter anderem daran, modernen Leichtbeton aus Recyclingmaterialein herzustellen. „Zum zerkleinerten und aufbereiteten Bauschutt wird ein Blähmittel gegeben, danach werden die durch Granulieren gewonnenen Körner, die Granalien, hergestellt, welche im Drehrohrofen auf eine bestimmte Temperatur erhitzt werden. Die Granalien haben die Konsistenz eines Teigs, zu dem wir, übertragen gesprochen, ein Backmittel hinzugeben, das für die richtigen Eigenschaften sorgt“, erläutert der Leiter des IAB-Fachbereichs Baustoffrecycling, Steffen Liebezeit. Vorteile besitzen die im Ofen neu geschaffenen Granulate für Leichtbeton u.a. durch die erreichten Lufteinschlüsse und eine einhergehende geringe Dichte. „Mit der Forschung zur Herstellung neuer Leichtbetone arbeiten wir daran, aus Recyclingmaterialien neue Produkte mit Materialeigenschaften zu erschaffen, die mit Produkten aus natürlichen Rohstoffen vergleichbar sind“, bilanziert Liebezeit.
