Neue Sortierverfahren mit Potenzial für Metallrecycler
Das SHREDDERSORT-Projekt macht von zwei Technologien Gebrauch, um ein neues Verfahren zur Sortierung von Nichteisenmetallen zu erreichen, welches es gestattet, dass der Sortiervorgang automatisch und mit einer hohen Geschwindigkeit erfolgt. Das von dem spanischen KMU Lenz Instruments geleitete Projekt könnte das Recycling hochwertiger Metalle wie bspw. Aluminium, Kupfer und Bronze aus Fahrzeugschrott verbessern und die Nachfrage nach Rohstoffen senken. Wenn Autos und sonstige Fahrzeuge das Ende ihrer Nutzungsdauer erreichen, werden sie durch Schredderanlagen in Stücke mit einer Größe zwischen einem und zehn Zentimetern zerkleinert, um das Recycling und die Entsorgung zu vereinfachen. Die Trennung der Eisenmetalle von diesen Teilen mithilfe von Magneten ist laut Jacobo Alvarez, Projektkoordinator und R&D Manager bei Lenz Instruments, relativ einfach. Die Sortierung der verbleibenden Nichteisenmetall-Matrix ist hingegen um einiges schwieriger. Bestehende Methoden wie die Nassabscheidung sind aufwändig in der Durchführung und bedürfen großer Mengen an Wasser. Ein neuerer Ansatz mit Röntgenfluoreszenzsensoren funktioniert gut, jedoch nur bezüglich der Trennung von Metallen mit derselben Dichte. Neue Sortierungsverfahren Das SHREDDERSORT-Team wendet für die Analyse der elektrischen Eigenschaften des Metallschrotts bei unterschiedlichen Frequenzen eine elektromagnetische Tensorspektroskopie an. Daraufhin werden die resultierenden Daten mit Informationen zur Morphologie der Altmetallfragmente kombiniert, um deren Leitfähigkeit zu bestimmen. Da unterschiedliche Metalle eine unterschiedliche Leitfähigkeit aufweisen, wird hierdurch deren Sortierung ermöglicht. Es wurde ein zweites Sortierverfahren entwickelt, das auf einer Laser-Emissionsspektroskopie (LIBS, laser-induced breakdown spectroscopy) basiert. „Auch wenn dieses Verfahren im Labor sehr bekannt ist, stellt dessen Anwendung in einem Hochgeschwindigkeits-Sortiersystem eine technische Herausforderung dar“, sagt Dr. Alvarez. Das SHREDDERSORT-System schickt Metallfragmente bei einer Geschwindigkeit von zwei Metern pro Sekunde ein 1-Meter-breites Förderband entlang. Zwei kurze Hochenergie-Impulse werden auf jedes Fragment abgefeuert, während diese das Förderband passieren. Hierbei wird von der Oberfläche eine geringe Menge an Masse abgetragen und bei extrem hohen Temperaturen ein Plasma-Plume erzeugt. Während das Plasma abkühlt, werden über Messungen der charakteristischen Emissionslinien von Elementen in dem abgetragenen Material mithilfe eines Hochgeschwindigkeits-Spektrometers die unterschiedlichen Aluminium-Legierungen identifiziert. Luftauswerfer sorgen daraufhin für die Sortierung. „Infolge dieser Arbeit sind wir in der Lage gewesen, zu demonstrieren, dass unser System Guss- und Knetaluminiumlegierungen mit einer Genauigkeit von mehr als 90 % sortieren kann“, sagt Dr. Alvarez. Das seit April 2016 in Betrieb genommene LIBS-System kann einen Durchsatz von bis zu zwei Tonnen pro Stunden bewältigen. Gutes Timing Diese Innovation kommt zum richtigen Zeitpunkt. Derzeit wird Aluminiumschrott, sowohl Guss- als auch Knetaluminium, überwiegend für die Herstellung von Sekundäraluminium recycelt. Aber bereits ab 2018 wird das Angebot an Gussaluminium die Nachfrage übertreffen, während gleichzeitig die Nachfrage nach reinerem Gussaluminiumschrott zur Herstellung von sekundären Knetaluminiumlegierungen steigen soll. Das SHREDDERSORT-Team zielt jetzt auf die Feineinstellung des Systems ab, damit eine Robustheit erzielt werden kann, die ausreicht, um den widrigen Betriebsbedingungen zu genügen, die in Recyclinganlagen anzutreffen sind. Hierzu ist eine Umgestaltung mehrerer wichtiger Elemente des Systems erforderlich und die industriellen Partner des Projekts suchen nach Finanzierungsmöglichkeiten für diesen Schritt. „Die Anwendung dieser Verfahren ist nicht auf die Verarbeitung von Metallschrott aus dem Automobilsektor beschränkt. Die Technologie könnte ohne weiteres auf die Rückgewinnung von Zielmetallen aus industriellem, elektronischem oder irgendeinem sonstigen Metall enthaltenden Schrott angepasst werden“, sagt Dr. Alvarez.
Schlüsselbegriffe
SHREDDERSORT, Recycling, Nichteisenmetalle, Spektroskopie, Automobilschrott, Aluminiumschrott, Metallsortierung, elektromagnetische Sensoren
