Neue Sortiertechnologie

Beim Stanzen von Karosserieblechen fallen bis zu 50 Prozent Fabrikationsschrotte an. Mangels adäquater Trennmöglichkeiten konnten diese bislang nicht recycelt werden. Das könnte sich nun ändern – ein Lasersortiersystem mit neuester LIBS-Technologie soll die sortenreine Trennung nach Legierungen ermöglichen.

Sortenreine Trennung von Alulegierungen


Beim Stanzen von Karosserieblechen fallen bis zu 50 Prozent Fabrikationsschrotte an. Doch diese Produktionsabfälle können bislang nicht recycelt werden, da geeignete Trennmöglichkeiten für eine legierungsreine Vorsortierung fehlen. Lediglich die trockenmechanische Abtrennung von 2xxx- und 7xxx-Aluminiumlegierungen mit höherem Kupfer- oder Zinkgehalt ist mittlerweile Stand der Technik.

Die sortenreine Trennung von Aluminiumschrotten in die Legierungsgruppen 1xxx bis 7xxx hingegen sei bislang nicht praktikabel gewesen, erklärt Uwe Habich, technischer Geschäftsführer beim Sortierspezialisten Steinert. Dafür habe es keine inline arbeitende und industriell einsetzbare Technik gegeben. Das Steinert-Lasersortiersystem mit neuester LIBS-Technologie (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) soll dies nun möglich machen und den Sortierprozess ergänzen.

Der Zeitpunkt für die Einführung des neuen vollautomatischen Sortiersystems ist günstig. „Denn durch den zunehmenden Einsatz von Aluminiumwalzprodukten in der Automobilindustrie, sprich 5xxx- und 6xxx-Legierungsgruppen, werden kurzfristig erhebliche Mengen von Neuschrotten anfallen, die nach Legierungsgruppen getrennt zu halten oder zu sortieren sind“, wie Karl Hoffmann, Business Development Manager bei Steinert, erklärt. „Gleichzeitig entsteht ein höherer Bedarf an recyceltem Aluminium.“

Trefferquote von 90 Prozent mit einer Reinheit von 99 Prozent

Die Sortieraufgabe bei Stanzabfällen der 5xxx- und 6xxx-Legierungen besteht darin, das zerkleinerte Materialgemisch zunächst so zu vereinzeln, dass es ein sensorgestützter Sortierer behandeln kann. „Dazu haben wir eine Anordnung aus verschiedenen Förderrinnen mit Förderband entwickelt“, erläutert Hoffmann. Diese soll sicherstellen, dass das Material stets so am Laser vorbeigeführt wird, dass die Laserpulse auf der Oberfläche des Materials auftreffen. Dabei verdampfen winzige Materialpartikel. „Das dabei entstehende sichtbare Licht wird simultan aufgenommen und analysiert, sodass die Legierung sowie die einzelnen Legierungsbestandteile erkannt werden und auch deren prozentualer Anteil an der Legierung ermittelt wird“, erläutert der technische Geschäftsführer Habich.

Das Sortiersystem besteht aus dem LIBS-Sensor, einer speziellen Vereinzelungsmechanik und verschiedenen Austragsmodulen für die pneumatische Separation. Hinzu kommt ein genau für diese Anwendung entwickeltes Fördersystem mit volumetrischer Objekterkennung. Laut Steinert soll das System für längliche Stanzabfälle mit einer Breite von 20 bis 60 Millimetern und einer Länge von 60 bis 150 Millimetern geeignet sein.

Der Sortierprozess laufe dabei bei hohen Fördergeschwindigkeiten von 2 bis 3 Metern pro Sekunde ab, erklärt Steinert. Die im Messgerät hinterlegten Kalibriermethoden analysierten standardmäßig die Konzentrationen für die Legierungselemente Kupfer, Eisen, Magnesium, Mangan, Silicium, Zink und Chrom.

Ausgeschleust werde jeweils diejenige Legierung beziehungsweise Aluminiumfraktion, die mittels Laser identifiziert wird. Das übrige Material werde auf dem Förderband weitertransportiert. „Die Testläufe im eigenen Labor haben eine Trefferquote bei der Ausschleusung von 90 Prozent bei einer Reinheit von 99 Prozent ergeben“, so Habich. Bei den Versuchen wurden demzufolge unsortierte 5xxx- und 6xxx-Legierungen verwendet.


Typisches LIBS-Spektrum von Aluminium
Typisches LIBS-Spektrum von Aluminium; Graphik: Steinert

Sofern die Anlage nicht an der Kapazitätsgrenze arbeite, könnte man sich in einem zweiten Sortierdurchlauf auf alles nicht identifizierte Material fokussieren und es ausschleusen, sodass anschließend zwei reine Aluminiumfraktionen und eine Restfraktion vorhanden seien. „Andererseits sind die verbleibenden Mengen nach dem ersten Durchlauf ja kein Abfall, sondern können zum normalen Schrottpreis weiterverkauft werden, nur eben ohne Premiumzuschlag“, so Habich.

Anlagenamortisation binnen Jahresfrist

Die sortenspezifische Aufbereitung der Legierungen könnte vor allem für Verwerter von Neuschrotten beziehungsweise Produktionsabfällen interessant sein. Das neue Sortierverfahren werde sich für Metallrecycler relativ schnell bezahlt machen, verspricht Steinert. Laut Angaben von Recyclern könnten nämlich durch eine legierungsreine Bereitstellung der Aluminiumfraktion höhere Erlöse von 300 bis 400 Euro je Tonne erzielt werden. Dem stünden Sortierkosten beim Einsatz sensorgestützter Anlagen von 20 bis 30 Euro je Tonne gegenüber.

Die Steinert-Sortieranlage wird den Angaben zufolge eine Ausbringung von mehreren Tonnen je Stunde erreichen. „Doch selbst bei der Ausbringung von einer Tonne je Stunde, bei 300 Euro Mehrerlös und einem Betrieb von 8.000 Stunden im Jahr lassen sich 2,4 Millionen Euro Mehrerlös erzielen“, rechnet Habich vor. Die Anlage selbst würde sich in dieser Beispielrechnung schon nach etwa einem halben Jahr bezahlt machen. Rechne man konservativer mit weniger Premiumaufschlag, amortisiere sich eine solche Anlage immer noch in Jahresfrist.

Für den Anfang zielt Steinert mit seiner neuen Sortiertechnik vor allem auf Neuschrotte. Die Verhandlungen mit einem Metallrecycler über einen Pilotbetrieb laufen bereits. Mit steigenden Rücklaufmengen an Knetlegierungen aus der Altautoverwertung könnte die Technik aber auch für Altschrotte interessant sein.

Steinert stellt sein neues Sortiersystem auf der Messe Aluminium in Düsseldorf vor. Die Messe findet vom 29.11 bis 2.12. statt.

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