Recycling von Aluminium

Einleitung

Aluminium wurde schon rezykliert, als das Metall Ende des 19. Jahrhunderts erstmals kommerziell produziert wurde. Seither wurden viele Aluminium-Recyclingwerke errichtet, die aus Neu- und Altschrott Masseln, Desoxidationsmittel für die Stahlindustrie sowie Gusslegierungen herstellen.
Der gesamte Recycling-Prozess umfasst die folgenden Schritte:

  1. Sammlung
  2. Schrottaufbereitung
  3. Schmelzen
  4. Raffination
  5. Giessen

Mit den heutigen Techniken können Aluminium und Legierungen ohne jeglichen Qualitätsverlust umgeschmolzen und neu gegossen werden. Ausserdem ist das Recycling aufgrund des hohen inneren Werts des Metalls wirtschaftlich interessant. Durch das Recycling von Aluminium können Rohstoffe und Energie gespart und zudem der Landbedarf für Deponien verringert werden.

 

Schrottarten

In der Aluminium-Recycling-Industrie werden verschiedene Arten von Aluminiumschrott verarbeitet. Bei Neuschrott handelt es sich um Aluminiumabfälle, die bei der Verarbeitung und Herstellung von Aluminiumlegierungen und -anwendungen bis zu jenem Zeitpunkt anfallen, an dem die Produkte an den Endkunden verkauft werden. Der meiste Neuschrott stammt direkt von den Produzenten; somit ist die Zusammensetzung der Legierungen bekannt. Meist ist dieser Schrott nicht verunreinigt. Ein Teil des Neuschrotts ist jedoch lackiert oder gefettet und muss daher vor dem Umschmelzen aufbereitet werden. Altschrott wird aus gebrauchten Endprodukten und Bauteilen gewonnen.

Ein leistungsfähiges Netz von Altmetallhändlern sammelt und sortiert Aluminiumschrott aus dem Baugewerbe, von ausgedienten Fahrzeugen, elektrotechnischen Geräten, Maschinen, Druckplatten, Haushaltwaren, benutzten Getränkedosen usw.

 

Sortieren und Aufbereiten des Schrottes

In vielen Fällen müssen die Schrotte, die rezykliert werden sollen, mit Hilfe verschiedener Techniken (Magnet- und Wirbelstromsortierung, Schwimmaufbereitung, Prüfen usw.) nach Art und Grösse sortiert werden.

Je nach ihrer Qualität und dem Anteil an Verunreinigungen in Form von anderen Materialien, z.B. Lacken, Farben, Öl usw., werden die Schrotte anschliessend von ihrer Beschichtung befreit. Dies kann in separaten Anlagen oder direkt im Rahmen des Umschmelzverfahrens erfolgen. Die meisten Schrotte werden zu Masseln verarbeitet, aus denen anschliessend qualitativ hochwertige Aluminiumgussstücke hergestellt werden. Einige Unternehmen stellen Desoxidationsmittel für die Stahlindustrie oder Härter und Gusslegierungen für die Weiterverarbeitung innerhalb der Aluminiumindustrie her.

Da immer hochentwickeltere Sortierverfahren zur Verfügung stehen, ist ein zunehmender Teil des Schrotts einheitlich oder gut sortiert. Sofern die Schrott-Charge aus der mehr oder weniger gleichen Legierungsart besteht, stellt die Aluminiumindustrie daraus Knetlegierungen, Strangpressbarren und Walzbarren her. Aufgrund des Ausbaus der Sortiertätigkeit, doch auch aufgrund der zunehmenden Verfügbarkeit von Aluminiumschrott am Markt als Folge des vermehrten Einsatzes von Aluminium in den achtziger Jahren, handelt es sich hierbei um einen wachstumsträchtigen Zweig der Branche.

 

Umschmelz- und Raffinationstechnologie

Aluminiumschrott kann je nach Mischung und Zusammensetzung des Schrotts umgeschmolzen oder raffiniert werden; diese Verfahrensschritte erfolgen in Spezialunternehmen.

Das Umschmelzen kann in verschiedenen Arten von Öfen durchgeführt werden. Für Schrotte mit einem hohen Verunreinigungsgrad oder für Schaum und Krätze stellen Drehtrommelöfen noch immer die wirkungsvollste Lösung dar. In diesen Öfen wird das Material unter einer Salzdecke geschmolzen. Für das Umschmelzen von lackiertem Schrott wird das sogenannte Zweikammerverfahren eingesetzt. In der ersten Kammer wird der Lack abgeschwelt, erst dann gelangt der Schrott in den Schmelzofen. Moderne Öfen sind mit Hochleistungs-Nachbrennern und Filtrationssystemen ausgerüstet.

Je nach Qualität der Schmelze muss allenfalls ein zusätzlicher Schritt, die Raffination, durchgeführt werden. Diese erfolgt normalerweise in einem Abstehofen, in dem die Schmelze gereinigt und durch die Zufügung von Legierungselementen oder durch die Beseitigung von Verunreinigungen die gewünschte Qualität erreicht wird.

 

Energieeinsparung durch Recycling

Einer der Vorteile von Aluminium liegt darin, dass dieses Metall nach Gebrauch ohne jegliche Qualitätseinbusse rezykliert werden kann.Das Recycling von Aluminium erfordert erheblich weniger Energie als die Gewinnung von Primäraluminium aus Erz. Ein einfacher Vergleich ist jedoch nicht möglich, da für das Umschmelzen hauptsächlich thermische Energie, für die Elektrolyse hingegen vor allem Elektrizität benötigt wird. In den Gleichwertigkeitsansätzen wird jedoch allgemein anerkannt, dass durch Recycling ungefähr 95% der Energie eingespart werden kann, die für die Gewinnung von Primäraluminium erforderlich ist.

Die Gesamteinsparung an Energie, die durch das Recycling von gebrauchtem Aluminium erzielt werden kann, hängt auch von der Sammelquote ab. Diese ist in den letzten Jahren gestiegen, und diese Entwicklung wird durch neue Gesetzesbestimmungen zusätzlich beschleunigt. Was den Energieverbrauch von Produktsystemen anbelangt, vertritt die Aluminiumindustrie die international akzeptierte Ansicht, dass der Energiebedarf eines Produktsystems nur dann realistisch eingeschätzt werden kann, wenn der Energieverbrauch während des gesamten Produktezyklus betrachtet wird. Der Energiebedarf aller Produktionsphasen von Aluminium – vom Abbau des Rohstoffs bis zum Abtransport des Endprodukts aus der Produktionsanlage, einschliesslich der Energieeinsparung durch das Recycling – muss zusammen mit den möglichen energiewirksamen Leistungen während der Lebensdauer des Aluminium-Endprodukts betrachtet werden. Nur so ist eine angemessene Beurteilung möglich.

 

Recycling-Quoten für Aluminium

Zwei wichtige Faktoren bestimmen die tatsächliche Menge Aluminium, die zu einem bestimmten Zeitpunkt zurückgewonnen wird:

1. die Verfügbarkeit von ausgedienten Aluminiumerzeugnissen;

2. die Menge Aluminium, die in Form von Neuschrott oder von Schrott aus gebrauchten Aluminiumerzeugnissen tatsächlich gesammelt wird.

Der anfallende Neuschrott wird von der Aluminiumindustrie zu 100% umgeschmolzen. Wenn man berücksichtigt, dass viele Aluminiumprodukte eine vergleichsweise lange Lebensdauer aufweisen (z.B. in Autos im Durchschnitt 10-12 Jahre und in Gebäuden im Durchschnitt über 20 Jahre), werden die derzeit hergestellten Produkte erst in zehn bis dreissig Jahren für das Recycling zur Verfügung stehen.

Während der Einsatz von Aluminium für verschiedene Anwendungen zunimmt, hängt die Menge der ausgedienten Aluminiumprodukte vom Konsumniveau ab, das vor zehn bis dreissig Jahren herrschte. In Europa bestehen gegenwärtig für eine ganze Reihe von Anwendungen leistungsfähige Sammel- und entsprechende Recyclingprogramme, wobei die Recycling-Quoten für Aluminium in diesen Sektoren sehr hoch sind: über 90% in der Automobilindustrie, etwa 90% im Baugewerbe. Die Branche unternimmt zahlreiche Anstrengungen, um diese Quoten künftig noch zu erhöhen. Bei Aluminium-Verpackungen liegt die Recycling-Quote weniger hoch als bei den oben erwähnten Produkten, obwohl die Industrie in allen grösseren europäischen Ländern eine ganze Reihe von Initiativen unternommen hat. Aufgrund ihrer weiten Verbreitung am Markt bieten gebrauchte Verpackungen ein spezifisches Sammel- und Sortierproblem. Im europäischen Verpackungssektor liegt die Quote für den Gesamtrückgewinn (Recycling und weitere Verwertung der Energie) bei rund 40%. Die Verpackungsrichtlinie der EU sowie die innerstaatlichen Gesetzesvorschriften tragen zu einer künftigen Erhöhung dieses Werts bei, da sie für die Einführung besserer Sammel- und Sortiersysteme in ganz Europa sorgen werden.

Für das Sammeln und Recycling von gebrauchten Aluminium-Verpackungen ist in der Schweiz die IGORA-Genossenschaft in Zürich verantwortlich, und dies mit beachtlichem Erfolg: Bereits 9 von 10 Dosen gehen ins Recycling, bei den Tiernahrungsschalen aus Aluminium liegt die Sammelquote bei 80% und bei den Tuben und Kaffeekapseln aus Aluminium sind es über 50%.

 

Gehalt an rezykliertem Material

Um die Recycling-Aktivitäten zu erhöhen und um den Anteil des rezyklierten Materials in neuen Produkten angeben zu können, haben einige Politiker den Begriff “Gehalt an rezykliertem Material” entwickelt. Obwohl die Aluminiumindustrie bestrebt ist, in ihren neuen Produkten möglichst viel rezykliertes Aluminium zu verwenden, lehnt sie den Begriff und den Aufdruck des “Gehalts an rezykliertem Material” aus verschiedenen Gründen ab.

Das rezyklierte Material stellt einen festen Bestandteil jenes Materials dar, das für die Produktion von neuen Einheiten benutzt wird. Es ist daher unmöglich, ein Produkt entsprechend zu analysieren, um nachzuprüfen, ob die gemachten Angaben über das rezyklierte Material zutreffen. Das Ziel des Recycling besteht schliesslich darin, die gleiche Zusammensetzung und die gleichen Leistungsmerkmale wie bei Standard-Primärlegierungen für qualitativ hochwertige Produkte zu erreichen. Da Aluminium weltweit gehandelt wird, ist es unmöglich, die Warenströme zu verfolgen, um zu eruieren, welcher Aluminiumbarren (Primär- oder Sekundäraluminium oder eine Mischung von beidem) wohin gelangt. Schliesslich könnte die Angabe des Gehalts an rezykliertem Material zur Annahme verleiten, dass die Auswirkungen auf die Umwelt umso geringer seien, je höher dieser Zahlenwert ist. Diese übermässige Vereinfachung ist jedoch nach wissenschaftlichen Kriterien nicht haltbar.