Zielsetzung: Das Forschungsprojekt hat die Entwicklung eines Verfahrens zur Trennung von Beschichtungen und Textilien zum Ziel. Speziell geht es um persönliche Schutzausrüstung (PSA) in Form von Arbeitsschutzhandschuhen mit Nitrilkautschuk-Beschichtung, deren Basisrohstoffe zurückgewonnen und wiederverwertet werden sollen. Ansprüche an das Vorhaben sind das Schließen von Lücken in der Kreislaufwirtschaft sowie Vermeidung von Abfällen. Daher wird angestrebt, ein Downcycling der gewonnenen Rohstoffe zu vermeiden und aus ihnen wieder beschichtete Textilien herzustellen. Zur Umsetzung dieses Vorhabens soll ein mehrstufiges Recyclingverfahren zum Trennen der in den Schutzhandschuhen enthaltenen Wertstoffe entwickelt werden. Die von den Projektpartnern zu erarbeitenden und zu untersuchten Prozessschritte beinhalten dabei neben Wasch- und Sortiervorgängen auch das Schreddern und Feinmalen der Arbeitsschutzhandschuhe mit anschließendem Sieben oder Windsichten zur Rückgewinnung der Ausgangsmaterialien, um diese schmelzfiltern oder granulieren zu können. Anlass des Projektes ist der Anfall hoher Abfallmengen an beschichteten Handschuhen, was bspw. bei der Daimler Truck AG rund 5,8 Mio. Paare pro Jahr ausmacht. Potenziell als Abfall anfallen können ca. 124 Mio. Paare pro Jahr (ca. 6.200 t), wenn man von der Gesamtmenge produzierter Ware in diesem Segment ausgeht. Die beschichteten Handschuhe werden am Endes ihres Gebrauchs der Müllverbrennung zugeführt. Grund der thermischen Verwertung ist die Untrennbarkeit der Beschichtungen vom Substrat mit der bestehenden Prozesstechnik. Bei der Seiz Industriehandschuhe GmbH machen die zur Entsorgung aussortierten Handschuhe ca. 35 t aus, was 7 % von 500 t Reinigungsware entspricht. Unbeschichtete Textilien werden aufgerissen und z. T. in Abmischungen mit Neufasern in Vliesstoffen für den nicht sichtbaren Bereich im Automobil, als Putzlappen, Füllstoffe und in weiteren Anwendungen eingesetzt. Diese Verwendung recycelbarer Wertstoffe ist bisher für beschichtete Handschuhe nicht möglich. Eine Rückführung der Handschuhrohstoffe kann jedoch den Rohstoffverbrauch für Neuprodukte reduzieren und somit eine Energieeinsparung bei der Produktion begünstigen. Die nebenstehende Abbildung führt eine Soll-Ist-Darstellung der Kreislaufwirtschaft im geplanten Projekt auf. Beim Recycling von Arbeitsschutzkleidung allgemein, und bei Handschuhen im Besonderen, muss beachtet werden, dass es sich um Funktionstextilien handelt mit der Aufgabe, ihren Träger vor Umwelteinwirkungen zu schützen. Die Handschuhe stellen einen Verbundwerkstoff dar, der aus Polyamid 6.6 (Nylon) und Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR) besteht. Der Nylon-Bestandteil ist ein linear aufgebautes Polyamid aus der Gruppe der Copolymere, welches nach dem Schmelzen zu Endlosfasern (Filamenten) ausgesponnen und zur textilen Fläche verstrickt wird. Der Synthesekautschuk für die Handschuhbeschichtung ist das Co-Polymerisat von Acrylnitril und 3-Butadien und wird zum Erreichen von Chemikalienfestigkeit auf die Arbeitsschutzhandschuhen aufgebracht. Die Arbeitsschutzhandschuhe mit NBR-Beschichtung werden derzeit einer Wiederverwendung nach Wiederaufbereitung durch Waschen zugeführt. Diese kann die Handschuhe jedoch nicht ewig vor Verschleiß und daher der thermischen Verwertung bewahren. Grund ist, dass derzeit keine passenden Trennverfahren für NBR-PA-Verbunde bekannt sind. Die Herstellung neuer Arbeitsschutzhandschuhe aus wiederaufbereiteten Bestandteilen ist ein Bestreben des Forschungsprojektes. Die bisherigen Recyclingansätze innerhalb der Textilindustrie sind dafür jedoch nicht geeignet. Im Rahmen des Projektes soll weiterhin eine Analyse des Produktportfolios beim Schutzhandschuhhersteller Seiz erfolgen, um Sortiervorgaben und Prozesswege für das Recycling zu definieren. Weiterhin sollen Vorgaben für Neuentwicklungen und die Beschaffung von Rohstoffen festgelegt werden, um die Produkte umweltneutraler zu gestalten. (Text gekürzt)
Herstellung und Gebrauch von Elektrogeräten (EEE) verursachen eine hohe Rohstoffnachfrage und Energieverbrauch mit negativen Auswirkungen auf Mensch und Umwelt. Die in Verkehr gebrachte Menge nimmt stetig zu; gleichzeitig die Nutzungsdauer einiger Gerätetypen ab; Recycling geht aufgrund der komplexen Materialzusammensetzung mit Verlusten und Downcycling einher. Auf EU-Ebene soll dem durch einen lebenszyklusübergreifenden Circular-Economy(CE)-Ansatz begegnet werden. Um eine konzeptionelle Grundlage für die Ausgestaltung der zirkulären Ökonomie bereitzustellen, hat das UBA 2020 neun 'Leitsätze einer Kreislaufwirtschaft' veröffentlicht. Diese sind strategisch ausgerichtet und müssen mit konkreten Maßnahmen und Instrumenten zu ihrer Realisierung unterlegt werden. Dies soll am Bsp. der EEE, die eine der prioritären Produktgruppen des CE Action Plan der EU sind, erfolgen. Ziel ist die Entwicklung eines Gesamtkonzepts zur Umsetzung einer zirkulären Ökonomie am Bsp. des Produktstroms EEE in konkreten Maßnahmen und Instrumenten über alle Lebenszyklusphasen. Das Vorhaben ist stark interdisziplinär ausgerichtet und wird insbesondere auch die Schnittstellen zwischen verschiedenen Maßnahmen, Instrumenten und Regelungen bearbeiten. Das Vorhaben ermittelt auf Basis der Verknüpfung von Produkt- und Materialstrombetrachtungen (inkl. globaler Umweltwirkungen), einer Defizitanalyse der Instrumente des Status-Quo sowie der Analyse und Weiterentwicklung von Maßnahmen und Instrumenten über den gesamten Lebenszyklus einen geeigneten Lösungsraum. Mittels Wechselwirkungsanalyse und systemdynamischer Modellierungen wird die Lenkungswirkung der Maßnahmen und Instrumente in ihrer Kombination bewertet und ein konsistenter Policy Mix für eine CE für Elektrogeräte abgeleitet. Insb. bzgl. Design, Konsum, Schadstoffaspekten und Entsorgung werden Genderaspekte betrachtet und berücksichtigt.
Das Projektvorhaben SWELL befasst sich mit der Entwicklung und Evaluierung effizienter Verfahren zur Steigerung der Recyclingeffizienz von Lithium-Ionen-Batterien. Im Fokus des Projektes stehen die Elektrolyte, bestehend aus Lithiumsalzen, Lösungsmitteln und Elektrolytadditiven. Bereits etablierte Recyclingprozesse fokussieren sich überwiegend auf die Rückgewinnung der in LIBs befindlichen Metalle, wohingegen die nichtmetallischen Komponenten zum großen Teil nicht wieder dem Verwertungskreislauf zugeführt werden. Die Elektrolyte gehen in bisherigen Prozessen größtenteils in Form von thermischer Verwertung oder Downcycling verloren. Die Elektrolytkomponenten weisen einen signifikanten Materialwert auf und enthalten zudem kritische, umweltrelevante Ressourcen, wie Lithium, Fluor und Phosphor. Ihre Rückgewinnung und effiziente Aufarbeitung mit dem Ziel einer (direkten) Wiederverwendung in LIBs, ist daher von großem Interesse und kann zur signifikanten Steigerung der Nachhaltigkeit der Batteriezellfertigung führen. Gesamtziel des Projektes ist es Verfahren zu entwickeln, in denen Elektrolytbestandteile selektiv extrahiert, getrennt und anschließend aufgearbeitet werden, um diese in den Stoffkreislauf zu reintegrieren. Hauptaugenmerk liegt hierbei auf den Elektrolytlösungsmitteln (Carbonate, wie DMC, EMC EC) und dem Lithiumsalz LiPF6 sowie dessen Zersetzungsprodukte.
Das Projektvorhaben SWELL befasst sich mit der Entwicklung und Evaluierung effizienter Verfahren zur Steigerung der Recyclingeffizienz von Lithium-Ionen-Batterien. Im Fokus des Projektes stehen die Elektrolyte, bestehend aus Lithiumsalzen, Lösungsmitteln und Elektrolytadditiven. Bereits etablierte Recyclingprozesse fokussieren sich überwiegend auf die Rückgewinnung der in LIBs befindlichen Metalle, wohingegen die nichtmetallischen Komponenten zum großen Teil nicht wieder dem Verwertungskreislauf zugeführt werden. Die Elektrolyte gehen in bisherigen Prozessen größtenteils in Form von thermischer Verwertung oder Downcycling verloren. Die Elektrolytkomponenten weisen einen signifikanten Materialwert auf und enthalten zudem kritische, umweltrelevante Ressourcen, wie Lithium, Fluor und Phosphor. Ihre Rückgewinnung und effiziente Aufarbeitung mit dem Ziel einer (direkten) Wiederverwendung in LIBs, ist daher von großem Interesse und kann zur signifikanten Steigerung der Nachhaltigkeit der Batteriezellfertigung führen. Gesamtziel des Projektes ist es Verfahren zu entwickeln, in denen Elektrolytbestandteile selektiv extrahiert, getrennt und anschließend aufgearbeitet werden, um diese in den Stoffkreislauf zu reintegrieren. Hauptaugenmerk liegt hierbei auf den Elektrolytlösungsmitteln (Carbonate, wie DMC, EMC EC) und dem Lithiumsalz LiPF6 sowie dessen Zersetzungsprodukte.
Die ESK-SiC GmbH aus Frechen ist Hersteller von Siliciumcarbid (SiC) mit einer Jahresproduktionskapazität von etwa 30.000 Tonnen. SiC ist besonders hart und hitzeresistent und wird deswegen z.B. in der Schleifmittel- und Feuerfestindustrie verwendet, kann aber auch in keramischen Spezialanwendungen und im Solar- und Elektronikbereich zum Einsatz kommen. Roh-Siliciumcarbid wird konventionell über den Acheson-Prozess hergestellt. Hierfür werden Quarzsand und Petrolkoks in stöchiometrischen Mengen vermischt und mittels eines elektrischen Stroms auf über 2000 Grad Celsius erhitzt. Das macht den Prozess energieintensiv, und es entstehen eine Reihe von Schadstoffen (v.a. Staub, CO und Schwefelverbindungen). Pro Tonne SiC summieren sich die CO 2 -Emissionen insgesamt auf rund 4,2 Tonnen CO 2 . Beim Acheson-Verfahren entsteht SiC in verschiedenen Qualitätsstufen. Nur rund 55 Prozent des Roh-SiC ist von hoher Qualität. Von besonderer Bedeutung für technische Anwendungen ist jedoch qualitativ hochwertiges SiC mit hohem SiC-Gehalt (>98 Gewichtsprozent). Diese Qualität wird durch verschiedene Veredlungsschritte aus Roh-SiC hergestellt. Bei der Veredelung fallen rund 10-15 Prozent Aufbereitungsnebenanfälle an, die eine minderwertige Qualität aufweisen und als Zuschlagsstoff in der Metallurgie verwendet werden. Hierbei handelt es sich um ein klassisches Downcycling. Die ESK-SiC GmbH setzt in diesem Vorhaben das innovative RECOSIC-Verfahren ein, mit dem SiC-Abfälle zu SiC mit hoher Produktqualitäten recycelt werden sollen. Dabei sollen praktisch keine Abfallstoffe anfallen. Die SiC-Abfälle verfügen meist über kleine Korngrößen und enthalten unterschiedliche Verunreinigungen. Für eine hohe Produktqualität, die sich für technologisch anspruchsvolle Anwendungen eignet, müssen die Verunreinigungen entfernt, und zudem muss eine Kornvergrößerung erreicht werden. Vor dem Recycling wird das Ausgangsmaterial chargenweise untersucht, um die wichtigsten chemischen Parameter wie Si- und C- Gehalt und Fremdmetalle zu bestimmen. Anschließend wird das Material gemahlen und homogenisiert. Beim RECOSIC-Verfahren ist es durch Zugabe stöchiometrischer Mengen der Reaktionsedukte (SiO 2 oder Koks) möglich, den gewünschten SiC-Gehalt im Produkt einzustellen. Anschließend erfolgt eine thermische Behandlung unter Schutzatmosphäre. Dabei kommt es zu einem Kristallwachstum und zu einer Vergrößerung der SiC-Partikel. Gleichzeitig segregieren sich Verunreinigungen an den Korngrenzen und Oberflächen und können in der Nachbehandlung mechanisch oder chemisch leicht entfernt werden. Über Druck, Temperatur und Atmosphäre können die gewünschten Zieleigenschaften eingestellt werden. Während mit dem Acheson Verfahren rund 4,2 Tonnen CO 2 pro Tonne SiC entstehen, entstehen mit dem neuen RECOSIC-Verfahren 0,75 Tonnen CO 2 , das entspricht einer Einsparung an CO 2 -Emissionen von 82 Prozent. Diese Bilanz verbessert sich erheblich, wenn man berücksichtigt, dass beim konventionellen Acheson Verfahren nur eine Ausbeute von etwa 55 Prozent an hochwertigen Siliciumcarbid erreicht wird. Für eine Tonne HQ-SiC müssen rund 1,8 Tonnen SiC über das Acheson-Verfahren hergestellt werden, währenddessen im RECOSIC Verfahren nahezu ausschließlich hochwertiges SiC entsteht. Im Acheson-Prozess werden pro Tonne SiC 1,5 Tonnen Quarzsand und 0,9 Tonnen Petrolkoks benötigt. Diese benötigten Rohstoffe entfallen beim RECOSIC-Verfahren fast vollständig. Weiterhin sind die Emissionen von Staub, Schwefelverbindungen und CO deutlich geringer. Das Verfahren hat Modellcharakter für andere Unternehmen der Branche. Grundsätzlich können Nebenanfälle aus der SiC-Veredelung und SiC-Abfälle aus allen Anlagen der Industrie als Ausgangsmaterial verwendet werden. In Deutschland gibt es mehrere SiC verarbeitende Betriebe, deren Abfälle verwertet werden können und die Kapazität für das Recycling aufbauen könnten. Weiterhin ist das Verfahren, mit technischen Anpassungen, auch auf andere Keramikprodukte ausweitbar, was das Verbreitungspotential erheblich vergrößert. Branche: Chemische und pharmazeutische Erzeugnisse, Gummi- und Kunststoffwaren Umweltbereich: Ressourcen Fördernehmer: ESK-SIC GmbH Bundesland: Nordrhein-Westfalen Laufzeit: seit 2024 Status: Laufend
Die OTTO DÖRNER Kies und Deponien GmbH & Co. KG betreibt an ihrem Standort Hittfeld ein Kieswerk sowie eine Deponie der Klasse I. Der Standort verfügt aktuell bereits über einen Recyclingplatz mit einer jährlichen Produktionsmenge von ca. 90.000 Tonnen Recyclingmaterial aus Bauschutt, Beton und Asphalt. Aktuell findet bei der Verwertung von mineralischen Bauabfällen fast ausschließlich ein Downcycling statt, da die Recyclingprodukte aus Beton und Bauschutt ihren Einsatz meist im Straßenbau finden. Obwohl die wesentlichen Abfallströme aus dem Rückbau von Gebäuden (Hochbau) stammen, gelangen lediglich 1 bis 2 Prozent der zurückgewonnenen Gesteinskörnungen wieder im Hochbau in Form von Recyclingbeton. Um die Quote von Recyclingprodukten insbesondere im Hochbau/Betonbau zu erhöhen, bedarf es zuverlässiger, technischer Lösungen zur Herstellung homogener und hochwertiger Rezyklate. Die wenigen bisher existierenden Anlagen, die die für Beton notwendigen Qualitäten erreichen, bestehen im Wesentlichen lediglich aus Brecher, Magnetabscheider, Wäscher und Klassierer. Sie sind im Aufgabematerial limitiert und verfügen über keine eigentliche Aufbereitung für Sand bzw. die Feinfraktion. Material, das vor diesem Hintergrund nicht aufbereitet werden kann, findet derzeit oft den Weg in Downcycling, Verfüllung und im schlimmsten Fall Deponierung. Die OTTO DÖRNER Kies und Deponien GmbH & Co. KG beabsichtigt die Errichtung einer neuartigen Bauschuttwaschanlage zur Rückgewinnung von Gesteinskörnungen für eine hochwertige Wiederverwendung zum Beispiel in der Betonproduktion. Dazu soll ein bundesweit noch nicht praktiziertes Konzept aus verschiedenen Sortier- und Waschschritten Anwendung finden. Als Besonderheit zielt die Anlage neben der Rückgewinnung des Grobkorns auch auf die Rückgewinnung der Sandbestandteile ab, die ca. 40 bis 50 Prozent der Massenanteile ausmachen. Die vorgeschlagene Anlagenkonfiguration soll also alle Abfallfraktionen von 0 bis 32 Millimeter so aufbereiten, dass der Abfallkreislauf geschlossen werden und die einzelnen Produkte in hoher Qualität in den Hochbau, vorzugsweise in die Betonindustrie, zurückfließen können. Außerdem besonders ist die tiefe Wasseraufbereitung mit chemisch- physikalischer Stufe für eine vollständige Prozesswasserregeneration. Nach einer Vorbehandlung aus Sieb und Brecher wird das gesamte Material unter Zugabe von Wasser und Energie (Wäscher, Attritionszellen) aufgeschlossen. Sand und andere Stoffe werden vom Grobkorn gelöst und getrennt. Das Grobkorn wird in mehreren Stufen nach Dichte und optischen Eigenschaften sortiert und anschließend klassiert und so über den Stand der Technik hinaus aufbereitet. Die Weiterbehandlung der Sandbestandteile geschieht mittels eines Attritionsverfahrens. In den Attritionszellen werden durch Rotationswerkzeuge starke Spannungen an den Materialoberflächen erzeugt, die eine Ablösung von Anhaftungen bewirkt. Im Anschluss durchläuft der nun mittels Wasser geführte Massenstrom mehrere Separationsstufen, in denen der Sand nach Dichte und Korngröße getrennt und anschließend entwässert wird. Für diese Aufgaben kommen Zyklone, ein Aufstromsortierer und Siebe zum Einsatz. Der gewaschene RC-Sand wird anschließend mit einem Freifallklassierer auf das richtige Kornband eingestellt. Das anfallende Prozesswasser wird einer Wasser-/Schlammbehandlung zugeführt und im Anschluss durch eine chemisch-physikalische Aufbereitung mit mehreren Stufen geführt und als Waschwasser wiedereingesetzt. Diese Prozesswasserregeneration erlaubt weitgehend eine Schadstoffausschleusung und damit die Schließung des Wasserkreislaufs. Bei einer Aufgabenleistung von 150.000 Tonnen Bauschutt jährlich werden ca. 120.000 Tonnen Gesteinskörnung in hoher Qualität zurückgewonnen, davon rund 60.000 Tonnen an Sand, die nicht in Tagebauen als Primärrohstoff abgebaut werden müssen. Dies vermeidet jährlich 1 bis 2 ha Flächenverbrauch. Dabei kann auf Ausgangsmaterial zurückgegriffen werden, das unter anderen Umständen auf Deponien abgelagert werden muss. Diese Menge an mineralischen Abfällen muss somit nicht deponiert werden. Diese Anlagenerweiterung von üblichen Bauschuttaufbereitungsanlagen nach Stand der Technik um eine Sandaufbereitung und ggf. Abwasserreinigung ist auf alle Bauschuttaufbereitungsanlagen in Deutschland übertragbar. Branche: Bergbau und Gewinnung von Steinen und Erden Umweltbereich: Ressourcen Fördernehmer: Otto Dörner Kies- und Deponien GmbH & Co. KG Bundesland: Niedersachsen Laufzeit: seit 2023 Status: Laufend
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 59 |
| Land | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 45 |
| Text | 11 |
| unbekannt | 4 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 18 |
| offen | 41 |
| unbekannt | 1 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 58 |
| Englisch | 7 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 1 |
| Datei | 1 |
| Dokument | 5 |
| Keine | 37 |
| Webseite | 18 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 43 |
| Lebewesen und Lebensräume | 25 |
| Luft | 24 |
| Mensch und Umwelt | 60 |
| Wasser | 19 |
| Weitere | 58 |