Tropen -Schmelzflusselektrolyse: Primäraluminium (Hüttenaluminium) wird aus Tonerde mittels Schmelzflusselektrolyse (Hall-Heroult-Prozeß) gewonnen. Allgemeines Verfahren ist die Elekrolyse der Tonerde (Al2O3) in Kryolithschmelzen (Na3AlF6). Kryolith wird im Prozeß zur Schmelzpunkterniedrigung (auf ca. 950 oC) benötigt. Kryolithverluste werden durch Zugabe von Aluminiumfluorid (AlF3) ausgeglichen (WIKUE 1995b). Das elektrolytisch gebildete Aluminium setzt sich am kathodischen Boden der Elektrolysezelle ab. Der Sauerstoffanteil der eingesetzten Tonerde verbindet sich mit dem Kohlenstoff der Anoden zu Kohlendioxid und Kohlenmonoxid. Durch den Schwefelgehalt des eingesetzten Anodenmaterials werden weiterhin Schwefeldioxidemissionen freigesetzt. Weitere wichtige Emissionen bei der Schmelzflußelektrolyse sind Staub sowie Fluorwasserstoff. Das Ausmaß der Emissionen ist von der konkreten Technik der Anlage und der Effizienz der Abgasreinigung abhängig. Schließlich werden bei der Schmelzflußelektrolyse Tetrafluormethan (CF4) und Hexafluorethan (C2F6) emittiert (#1), die als langlebige und extrem potente Treibhausgase bekannt sind. Die einzelnen Anlagen unterscheiden sich vor allem durch die eingesetzte Technologie der Elektrolysezellen. Es wird unterschieden in pre-bake- und Söderberg-Zellen, von welchen wiederum diverse Untervarianten existieren (Huglen 1990). Die Daten gelten für Prozesse in den Tropen (Brasilien, Venezuela, Schwarzafrika). Allokation: keine Genese der Daten: Für die Schmelzflusselektrolyse in den Tropen wird in GEMIS ein mittleres Technologieniveau unterstellt (d.h. deutlich geringerer Stromverbrauch und geringere Staub- und Fluorwasserstoffemisionen als in der GUS). Die Daten für die Einsatzstoffe Tonerde (1900 kg), Anoden (430 kg) und Aluminiumfluorid (18 kg) sowie für Heizöl EL (3825 MJ) und für elektrischen Strom (15000 kWh = 54000 MJ) sind #2 entnommen. Ebenso gehen die Emissionsfaktoren für Fluorwasserstoff (0,25 kg) und Staub ( 1,36 kg) auf #2 zurück. Die Emissionsfaktoren für Schwefeldioxid (18 kg), Kohlenmonoxid (150 kg) Kohlendioxid (1400 kg) gehen auf (Harnisch 1995) bzw. fürTetrafluormethan (0,5 kg) und Hexafluorethan (0,066 kg) gehen auf (Harnisch 1998 und Harnisch 1999) zurück und entsprechen globalen Durchschnittswerten (Anmerkung: die Kennziffern für die fluorierten Treibhausgase schwanken von Anlage zu Anlage, daher werden hierzu für alle in GEMIS aufgenommenen Schmelzflusselektrolyseprozesse wie z.B. GUS -Schmelzflußelektrolyse etc. die gleichen globalen Durchschnittswerte angesetzt). Die Kennziffer für die Gesamtabfallmenge (35,7 kg) stammt von #3 und wird auf die GUS übertragen. Nicht abgebrannte Anodenreste sind dabei nicht berücksichtigt, da sie bei der Anodenherstellung wieder eingesetzt werden. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Rohstoffe gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2000 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 52,6% Produkt: Metalle - NE
Karibik - Tonerdeherstellung: Die Aufarbeitung des aluminiumhaltigen Bauxiterzes (100 % aus Karibik) erfolgt nach dem Bayer-Verfahren durch Zermahlen und Aufschluß in 50 % Natronlauge. Die Mischung wird in Druckbehältern bei Temperaturen bis zu 270 oC mehrere Stunden verrührt. Die unlöslichen Bestandteile des Bauxits fallen als sogenannter Rotschlamm an. Die entstehende Natriumaluminatlauge wird verdünnt und abgekühlt. Das sich in Rührbehältern abscheidende Aluminiumhydroxid (Al(OH)3 wird auf Vakuumfiltern abgetrennt und mit Wasser gewaschen. Anschließend erfolgt die Kalzination (= Wasserentzug) in Drehrohr- oder Wirbelschichtöfen bei 1.000 bis 1.300 oC zu reiner Tonerde (Al2O3) (WIKUE 1995b). Allokationen: keine Genese der Daten: Die Daten für den Einsatz von Brennstoffen für thermische Energie wurden der Quelle (Metall 1995) entnommen. Die dort aufgeführten Daten (Bezug 1994) beziehen sich auf die Tonerdeproduktion von Brasilien, Guyana, Jamaika, Surinam und Venezuela zusammen und wurden vom International Primary Aluminium Institute ausschließlich auf Basis von Primärangaben (d.h keine Schätzungen) erhoben. Diese Daten werden für die Tonerdeproduktion von Surinam, Jamaika und Guyana für GEMIS als „Karibik" Daten (siehe auch Tropen - Tonerdeherstellung ) übernommen: Steinkohle 440 MJ/t Tonerde Schweröl 9310 MJ/t Tonerde Dieselöl 120 MJ/t Tonerde Erdgas 1980 MJ/t Tonerde Alle anderen Prozessdaten (pro Tonne Tonerde) wie elektr. Strom (839 MJ), Einsatz von Bauxit (2520 kg), Einsatz von 50 % Natronlauge (226 kg) Einsatz von Branntkalk (46 kg) sowie die Daten zu Prozesswasser (5000 kg), BSB5 (0,4 kg) und CSB (10 kg) werden aus #2 entnommen. Als Rückstand fällt nach #1 Rotschlamm mit durchschnittlich 600 kg TS/t Tonerde an. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Rohstoffe gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2000 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 39,7% Produkt: Rohstoffe
Dieser Prozeß von PGM-Rein zu den einzelnen PGM dient lediglich der Allokation der Umweltbelastungen entlang der gesamten Prozeßkette zwischen den Kuppelprodukten: Kupfer, Nickel, Platin, Palladium und Rhodium. Die Allokation wurde anhand der durchschnittlichen Metallpreise am London Metal Exchange für das Jahr 1995 basierend auf 3-Monatsmitteln vorgenommen. Die Preise sind in der folgenden Tabelle dargestellt: Tabelle: Durchschnittliche Metallpreise am London Metal Exchange für das Jahr 1995 basierend auf 3-Monats-Mitteln (FE 1996), (Metallgesellschaft 1996). Metall Preis Platin 20,12 DM/g Palladium 7,24 DM/g Rhodium 22,46 DM/g Nickel 11.759 DM/t Kupfer 4.193 DM/t Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Metalle - Edel gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2000 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 52,9% Produkt: Metalle - Edel
Dieser Prozess von PGM-Rein zu den einzelnen PGM dient lediglich der Allokation der Umweltbelastungen entlang der gesamten Prozesskette zwischen den Kuppelprodukten: Kupfer, Nickel, Platin, Palladium und Rhodium. Die Allokation wurde anhand der durchschnittlichen Metallpreise am London Metal Exchange für das Jahr 1995 basierend auf 3-Monatsmitteln vorgenommen. Die Preise sind in der folgenden Tabelle dargestellt: Tabelle: Durchschnittliche Metallpreise am London Metal Exchange für das Jahr 1995 basierend auf 3-Monats-Mitteln (FE 1996), (Metallgesellschaft 1996). Metall Preis Platin 20,12 DM/g Palladium 7,24 DM/g Rhodium 22,46 DM/g Nickel 11.759 DM/t Kupfer 4.193 DM/t Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Metalle - Edel gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2000 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 147% Produkt: Metalle - Edel
Dieser Prozeß von PGM-Rein zu den einzelnen PGM dient lediglich der Allokation der Umweltbelastungen entlang der gesamten Prozeßkette zwischen den Kuppelprodukten: Kupfer, Nickel, Platin, Palladium und Rhodium. Die Allokation wurde anhand der durchschnittlichen Metallpreise am London Metal Exchange für das Jahr 1995 basierend auf 3-Monatsmitteln vorgenommen. Die Preise sind in der folgenden Tabelle dargestellt: Tabelle: Durchschnittliche Metallpreise am London Metal Exchange für das Jahr 1995 basierend auf 3-Monats-Mitteln (FE 1996), (Metallgesellschaft 1996). Metall Preis Platin 20,12 DM/g Palladium 7,24 DM/g Rhodium 22,46 DM/g Nickel 11.759 DM/t Kupfer 4.193 DM/t Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Metalle - Edel gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2000 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 47% Produkt: Metalle - Edel
Zink aus Zinkerzverhüttung (Primärzink); Angaben aus #1 basieren auf Mengen und Energiedaten aus (Boustead 1979) für die Primärzinkerzeugung. Es werden folgende Angaben gemacht Mengeninput Einheit Primärzink berücksichtigt: Strom GJ/t 14,5 Diesel in Baumaschinen GJ/t 1,2 Industriekohlenfeuerung GJ/t 20 Erdgas in Feuerung GJ/t 2,37 Sprengstoff kg/t 7 Nicht berücksichtigt: Stahl unlegiert kg/t 21 Transport Emissionen: As kg/t 0,1 Cd kg/t 0,05 Hg kg/t 0,008 Zn kg/t 10 Wichtige Angaben fehlen, z.B. die So2-Emissionen wie die Schwefelsäureproduktion. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Metalle - NE gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2020 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 100% Produkt: Metalle - NE
Zink aus Zinkerzverhüttung (Primärzink); Angaben aus #1 basieren auf Mengen und Energiedaten aus (Boustead 1979) für die Primärzinkerzeugung. Es werden folgende Angaben gemacht Mengeninput Einheit Primärzink berücksichtigt: Strom GJ/t 14,5 Diesel in Baumaschinen GJ/t 1,2 Industriekohlenfeuerung GJ/t 20 Erdgas in Feuerung GJ/t 2,37 Sprengstoff kg/t 7 Nicht berücksichtigt: Stahl unlegiert kg/t 21 Transport Emissionen: As kg/t 0,1 Cd kg/t 0,05 Hg kg/t 0,008 Zn kg/t 10 Wichtige Angaben fehlen, z.B. die So2-Emissionen wie die Schwefelsäureproduktion. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Metalle - NE gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2000 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 100% Produkt: Metalle - NE
Zink aus Zinkerzverhüttung (Primärzink); Angaben aus #1 basieren auf Mengen und Energiedaten aus (Boustead 1979) für die Primärzinkerzeugung. Es werden folgende Angaben gemacht Mengeninput Einheit Primärzink berücksichtigt: Strom GJ/t 14,5 Diesel in Baumaschinen GJ/t 1,2 Industriekohlenfeuerung GJ/t 20 Erdgas in Feuerung GJ/t 2,37 Sprengstoff kg/t 7 Nicht berücksichtigt: Stahl unlegiert kg/t 21 Transport Emissionen: As kg/t 0,1 Cd kg/t 0,05 Hg kg/t 0,008 Zn kg/t 10 Wichtige Angaben fehlen, z.B. die So2-Emissionen wie die Schwefelsäureproduktion. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Metalle - NE gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2005 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 100% Produkt: Metalle - NE
Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Metalle - Edel gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2000 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 1,72% Produkt: Metalle - Edel
Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Metalle - Edel gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2000 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 10% Produkt: Metalle - Edel