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14 ABFALLBEHANDLUNG | -VERWERTUNG UmweltJournal /September 2017 Neue Wege im Metallrecycling Zorba im „Freien Fall“ getrennt Die gemischten Aluminium-Metallfraktionen „Zorba“ und „Twitch“ können nun mit der Redwave XRF Drei-Wege-Sortierung im innovativen Free-Fall-Design effizient aufgetrennt und sortiert werden. Autor: DI Martin Weiss Redwave Das Recycling von Metall und Aluminium kennt keine Grenzen, weil es als Schrott immer wieder eingeschmolzen werden kann. Metalle müssen jedoch von nicht-metallischen Verunreinigungen befreit und unterschiedliche Metalle müssen in reine Fraktionen sortiert werden, um als Sekundärrohstoffe verwendet zu werden und somit Primärressourcen ersetzen zu können. Vor allem bei Aluminium kann viel Energie gespart werden, wenn Aluminiumschrott wieder eingeschmolzen wird. Indem bei der Herstellung von Aluminium Sekundärrohstoffe verwendet werden, kann die energieintensive Elektrolyse entfallen, wodurch sich der Gesamtenergieverbrauch auf unter zehn Prozent im Vergleich zur Primärproduktion verringert. Darüber hinaus erfolgt der Abbau von vielen Erzen für die Primärproduktion in politisch instabilen Regionen. Zudem tes Aluminium (von ISRI als Twitch definiert) und gemischte Schwermetallfraktion nach China exportiert. Es wird allerdings erwartet, dass immer mehr Zorba innerhalb der westlichen Länder verbleibt, was auf steigende Lohnkosten und einen Überschuss an Primäraluminium in China sowie auf verbesserte Sortiertechnologien zurückgeführt wird. Mit der Möglichkeit, eine sensorgestützte Sortierung anzuwenden, wird eine Trennung von gemischten Schwermetallen möglich und auch wirtschaftlicher. Auch die gemischte Aluminiumfraktion kann mit einer sensorgestützten Sortierung besser sortiert werden. Redwave Drei-Wege- Sortierung Eine Redwave XRF-Anlage ist in der Lage Aluminium-Legierungen auf der Grundlage ihres Zink- und/oder Kupfergehalts zu sortieren. Bei Zorba zum Beispiel ist es möglich, in drei verschiedenen Aluminium-Kategorien zu sortieren: eine Kategorie mit niedrigem Zink- und Kupferanteil für Gusslegierungen, eine weiter ansteigen, da der durchschnittliche Gehalt an Aluminium in Autos in den letzten 15 Jahren stetig zugenommen hat und darüber hinaus in Zukunft noch weiter steigt (zum Beispiel sind im F150 von Ford 490 Kilogramm Aluminium verbaut). Röntgensortiertechnik Eine weitere Möglichkeit zur Alu-Gemisch-Sortierung ist die Röntgensortiertechnik. Röntgen- Maschinen sortieren Altmetalle bereits mit hoher Geschwindigkeit in industriellen Anwendungen. Im Allgemeinen stehen zwei verschiedene Röntgen-basierte Anlagen zur Verfügung: XRT (Röntgendurchleuchtung) und XRF (Röntgenfluoreszenz). Das XRT-Verfahren beruht auf dem Dichteunterschied und kann Leichtschrott von Schwerschrott trennen. In der Praxis ähnelt dies dem Flotationsverfahren, mit dem Vorteil der Flotation, dass auch Magnesium vom Aluminium getrennt wird. Mit den Methoden XRT, Flotation und XRF kann Aluminium von Schwermetallen getrennt werden. XRF ist eine sehr genaue Analyse-Methode, Lothringerstraße 12 1030 Wien Redwave Drei-Wege Sortierung: Zorba kann in drei verschiedene Aluminium-Kategorien sortiert werden. Tel.: +43 (0)1 532 62 83 Mail: office@vefb.at www.vefb.at können beim Erzabbau und den weiteren Verarbeitungsprozessen giftige Rückstände und Abraumhalden sowie sogenannter Rotschlamm entstehen. Die weltweite Nachfrage nach Eisen- und Nichteisenmetallen erhöht sich von Jahr zu Jahr. Die Industrieproduktion in allen Bereichen des täglichen Lebens verschlingt enorme Mengen von Aluminium und anderen Nichteisen-Metallen, einschließlich Kupfer, Messing, Nickel, Zinn, Zink und Blei. Zorba heißt dabei eine gemischte Metallfraktion, die vom Institute for Scrap Recycling Industries Inc. (ISRI) definiert wird und vorwiegend aus Aluminium besteht und auch andere Nichteisenmetalle wie Kupfer, Zink, Messing und Edelstahl enthält. Zorba – eine günstige Ressource Zurzeit wird das meiste Zorba, das in Europa und den USA produziert wird, als separat gemisch- Kategorie mit hohem Kupferund Zinkanteil für herkömmliche Druckgusslegierungen und eine Fraktion mit einem mittleren Gehalt an Zink und Kupfer für Kolbenlegierungen. Redwave nennt diesen Vorgang Drei-Wege-Sortierung. Durch die Sortierung von Zorba mit der Drei-Wege-Sortierstrategie kann ein Aluminiumstrom (mit geringen Zink- und Kupferanteilen) erhalten werden, der sich für verschiedene Knetlegierungen eignet. Das erhaltene Material kann in verschiedenen Legierungen eingesetzt werden und würde die Kosten für Bleche (im Automobilbereich) erheblich senken. Dies würde bedeuten, dass Autobleche, ein Produkt, das derzeit meist aus Primäraluminium hergestellt wird, unter Verwendung von Aluminiumschrott hergestellt werden kann, was zu einer enormen Einsparung führt. Zorba ist bereits jetzt in einer Menge von vier Millionen Tonnen verfügbar (Nord-Amerika und Europa zusammen) und wird die eine vollständige chemische Analyse durchführt. Somit kann XRF den Aluminiumstrom noch weiter in verschiedene Fraktionen auftrennen. Dies beschränkt sich nicht auf Kupfer und Zink, wie in der Drei-Wege-Sortierung. Auch nach anderen Elementen, wie Eisen und Mangan, kann sortiert werden. Das gilt auch für die Schwermetallfraktion, die immer einen gewissen Anteil in Zorba bildet, wie Kupfer, Messing, Edelstahl, Zink et cetera. Diese Fraktionen sind von hoher Qualität und können nach nur einem Sortierschritt direkt in der Schmelze verwendet werden. Redwave XRF – innovatives Free-Fall-Design Redwave hat vor zehn Jahren die weltweit erste XRF-basierte Sortiermaschine für die Glassortierung entwickelt, genauer gesagt, um so genanntes hitzebeständiges Glas und Bleikristallglas zu identifizieren und
September 2017/ UmweltJournal ABFALLBEHANDLUNG | -VERWERTUNG 15 Zorba ist eine Metallfraktion, die vom Institute for Scrap Recycling Industries Inc. (ISRI) definiert wird und besteht vorwiegend aus Aluminium und enthält auch andere Nichteisenmetalle wie Kupfer, Zink, Messing und Edelstahl. zu entfernen. Die Technologie wurde weiterentwickelt und eignet sich heute ideal für Metallschrott. Sie umfasst ein neuartiges, innovatives Free-Fall-Design, eine Kombination des XRF-Verfahrens mit Kamera-Erkennung sowie einem fortschrittlichen Software-Algorithmus. Das kompakte Free-Fall-Design bietet Vorteile gegenüber einer Maschine mit Förderband, insbesondere wenn es um heterogene und dreidimensionale Materialien wie Metallschrott geht. Während das Material bei den XRF- oder XRT-Methoden in förderbandartigen Anlagen in mehreren Strömen gesiebt werden muss (in der Regel fünf Fraktionen), wird beim Free-Fall-Design nur noch ein Trennschritt zwischen zehn und 180 Millimetern benötigt, wobei die Effizienz und die Reinheiten im mittleren bis hohen 90er- Bereich liegen. Die Kapazität pro Meter Sortierbreite ist mit bis zu zehn Tonnen pro Stunde für Zorba und Twitch auch deutlich höher im Vergleich zu XRT. Die größte Redwave XRF-Anlage ist in der Lage, Zorba und Twitch mit einer Kapazität von 15 Tonnen pro Stunde zu Redwave ist als führender Hersteller von sensorgestützen Sortiermaschinen in robuster Industriebauweise bekannt. Ein besonderes Merkmal ist die hohe Trenngenauigkeit für verschiedene Recyclingmaterialien. Sie führt zu einem hohen Ertrag an sortenreinen Fraktionen. sortieren. Geringe Wartungskosten und Aufwand, keine beweglichen Teile und die sehr kompakte Bauweise sind einige weitere Vorteile des Free-Fall-Designs gegenüber der Maschine mit Förderband. Was das Free-Fall-Design weltweit einzigartig macht, ist die Kombination der Objekterkennung und der chemischen Analyse zusammen mit dem fortschrittlichen Software-Algorithmus. Es ist nicht nur möglich, das Material in Bezug auf die vorliegenden Elemente zu qualifizieren, sondern der Software- Algorithmus berechnet auch eine sogenannte „Intensität pro Pixel-Rate“, was im Grunde der Gehalt (in Prozent) des Elements ist. Dies macht es möglich, nicht nur die Legierungsgruppen voneinander zu trennen, sondern auch innerhalb einer Legierungsgruppe zu Mit der Möglichkeit, eine sensorgestützte Sortierung anzuwenden, wird eine Trennung von gemischten Schwermetallen möglich und auch wirtschaftlicher. sortieren, indem nach dem gleichen Element, aber in unterschiedlichen Konzentrationen, gesucht wird. Neue Möglichkeiten bei der Sortierung von Altmetall Zorba und seine abgetrennten Twitchund Schwermetallfraktion sind nicht die einzigen Produkte, die eine XRF- Maschine verarbeiten kann. Altes Gusseisen beispielsweise kann mit der gleichen Methode ebenfalls sortiert werden. In Europa ist die Menge von altem Gusseisen hoch, da der Motor in der Regel vorab entfernt und separat behandelt wird, bevor das Auto geschreddert wird. Wie bei Schwermetallen kann in der Regel jede Schwermetallfraktion sortiert werden, wenn die XRF-Methode angewendet wird. Der Sortieraufwand wird durch die Anforderungen in Bezug auf die Qualität und die Zusammensetzung des Endprodukts bestimmt. Es kann sich dabei um eine einfache Trennung von Kupfer und Messing aus Schwermetallen handeln, wie auch um eine Trennung einzelner Messingund Bronzeteile oder Edelstahltypen voneinander. Darüber hinaus kann die Nicht-Eisen-Fraktion von IBA (incinerated bottom ash) auf die gleiche Weise sortiert werden und ein weiterer Sortierschritt zur Abtrennung von Gold, Silber, Platin und anderen Edelmetallen macht die Investition noch wirtschaftlicher. Eine ähnliche Logik der Altmetallsortierung vor der Einschmelzung gilt auch für andere Branchen. Hier kann die Kupferschmelze als Beispiel dienen. An- Für Altmetall-Recycler ist es ein wesentlicher Vorteil gegenüber den XRT-, Kamera- oder Flotationsverfahren, nur eine einzige Technologie für mehrere verschiedene Anwendungen zu nutzen und Zorba, Twitch, Schwermetalle, Zurik, IBA und so weiter zu sortieren. statt die höchste und teuerste Fraktion Birch einzukaufen, kann zum Beispiel Birke oder Cliff (Definitionen von ISRI) als (billige) Quelle für Kupfer gekauft werden, die dann mit XRF sortiert und Verunreinigungen wie Messing, Nickel oder Silber abgetrennt werden.
