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Metallrückgewinnung aus Schlacken

EEA-Studie offenbart Überraschung

Aus der Rostasche von Müllverbrennungsanlagen kann mehr Aluminium zurückgewonnen werden, als Experten vermutet haben. EU-weit könnten sich in den WtE-Anlagen enorme Mengen an Alu „verstecken“.

Was genau mit Metallen bei der Verbrennung in Waste-to-Energy-Anlagen (WtE) geschieht, haben schon viele Studien untersucht. Über das Verhalten von Aluminium war bisher aber nur wenig bekannt. Dabei ist Aluminium nach Eisen mengenmäßig am reichlichsten in den Verbrennungsrückständen vorhanden. Denn noch immer gelangen große Mengen an Aluminiumverpackungen über den Restmüll in die Verbrennung. Eine Studie, an der unter anderem die European Aluminium Association (EAA) beteiligt war, wirft neues Licht auf das Verhalten von Alu-Verpackungen auf ihrem Weg durch den Verbrennungsofen.

Das italienische Sammelsystem für die Verwertung von Verpackungen, der Consorzio Imballaggi Alluminio (CiAl), hat dieses Projekt gemeinsam mit der Polytechnischen Universität von Mailand angestoßen. In zwei verschiedenen Verbrennungsanlagen in Italien wurde das Verhalten verschiedener Formen und Arten von Verpackungsmaterialien aus Aluminium untersucht. Die Resultate decken sich mit früheren Experimenten, die in drei anderen westeuropäischen Ländern durchgeführt wurden. „Da wir nur fünf kontrollierte Tests vorliegen haben, es EU-weit aber über 400 WtE-Anlagen gibt, können wir die Ergebnisse natürlich nicht statistisch korrekt bewerten. Vor allem nicht unter dem Gesichtspunkt, dass sich die Anlagen in Größe, Abfall-Inputmengen, Betriebsparametern etc. unterscheiden“, gibt die EAA selbst in einem aktuellen Fact-Sheet zu bedenken. Allerdings würden die konvergierenden Ergebnisse einige sehr interessante Schlussfolgerungen zulassen.

Alles drehte sich beim Projekt um die Fragen: Wie viel Aluminium oxidiert beim Verbrennungsvorgang an der Oberfläche der diversen Verpackungen? Welche Menge an Alu kommt unbeschadet am Ende in der Asche wieder raus? Dazu muss man wissen, dass sich an der Oberfläche von Aluminium während der Verbrennung Aluminiumoxid (Al2O3) bildet. Dieser Oxidationsvorgang liefert nicht nur 31,6 Megajoule Energie pro Kilogramm an Energie – was mehr ist als bei der Verbrennung von 1 Kilogramm Steinjohle an Energie frei wird und vergleichbar mit der Verbrennung von Kunststoff oder sogar Öl. Das Oxid ist auch eine Art Schutzhülle für das darunter liegende Aluminium, das dadurch nicht weiter oxidiert.

Metallausbeute mindestens 40 Prozent

Am Anfang der Untersuchungen stand die Hypothese, dass die Oxidationsschicht bei gleichen Verbrennungsumständen stets ungefähr die gleiche Dicke bzw. Tiefe hat. Dabei ist es egal, um welchen Typ von Verpackung es sich handelt. Das würde bedeuten, dass der Anteil der Oxidationsschicht an der Gesamtmaterialmenge größer wird, je dünner die Alu-Verpackung ist. Da die Dicke der verschiedenen Verpackungen aus Aluminium extrem unterschiedlich ausfällt, haben die Projektteilnehmer eine breite Palette an Verpackungen getestet. Von relativ dickwandigen Spray- und Getränkedosen bis hin zu den sehr dünnen Haushaltsfolien und beschichteten Folien, die für flexible Verpackungen verwendet werden.

Bei den Testreihen in den fünf WtE-Anlagen hat sich laut EEA überraschenderweise gezeigt, dass die zurückgewinnbare Metallausbeute selbst bei den dünnen Alu-Folien bei mindestens 40 Prozent liegt. Bei gemischten Verpackungen (starr, halbstarr, flexibel) liegt das Verhältnis zwischen oxidiertem und nicht-oxidiertem Aluminium demzufolge bei mindestens 50 bis 75 Prozent. Dass die dicken Alu-Dosen mit über 80 Prozent mit Abstand die beste Mindest-Transfer-Ratio aufweisen, ist dagegen wohl keine große Überraschung.

Etliche Betreiber von WtE-Anlagen separieren bereits heute eine Nichteisenmetallfraktion aus den Verbrennungsrückständen. Die zurückgewonnenen Mengen pendeln nach EEA-Angaben zwischen 0,5 und 3,0 Prozent; davon sind zwischen 55 und 70 Prozent Aluminium. Die EEA-Experten schätzen, dass durchschnittlich 2,3 Prozent metallisches Aluminium in der Rostasche der europäischen WtE-Anlagen vorhanden sein könnten. Dieses würde in der Tat einer imposanten Menge an „verstecktem“ Aluminium entsprechen, das zurückgewonnen werden könnte. Die EEA vergleicht die Menge mit der Jahresproduktion einer modernen Schmelzhütte.

Doch nicht alle WtE-Anlagen gewinnen die Metallfraktionen aus der Asche zurück. Die EEA ist aber überzeugt davon, dass die EU-Abfallgesetzgebung mit ihren Vorgaben u.a. zur Erhöhung der Recyclingquoten und der besseren Energieausbeute aus Abfällen genügend Druck auf die Anlagenbetreiber ausüben wird, sodass diese in eine entsprechende Nachrüstung ihrer Anlagen investieren werden. Zumal es sich laut EEA „um eine relativ kleine Investition“ handelt. Der Verband ist daher optimistisch, dass bis 2020 zwei- bis dreimal mehr Aluminium als bisher aus der Rostasche zurückgewonnen werden kann.

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