Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Beim Recycling vermischter Aluminiumschrotte k\u00f6nnen wegen des Siliziumgehaltes der Gusslegierungen nur Gusslegierungen erschmolzen werden. Mit zunehmenden Aluminiumverbrauch wird es immer wichtiger, ein Recycling zum Blech-, Press- oder Schmiedeprodukt zu erm\u00f6glichen. Basierend auf der bereits kommerziell genutzten Technik zum Sortieren von NE-Metallen nach analytischen Kriterien soll das Sortieren vermischter Aluminiumschrotte nach Legierungstypen entwickelt werden, die danach wie sorten-reine Produktionsr\u00fcckst\u00e4nde direkt in den Gie\u00dfereien der Halbzeugwerke und Gusshersteller einsetzbar sind.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenErste Versuche auf NE-Metallsortiermaschinen mit laserangeregter Spektraanalyse zeigten, dass Aluminium nach Legierungstypen sortiert werden kann. Zum Sortieren gem\u00e4\u00df Zielstellung muss allerdings sowohl der optomechanische Aufbau des Analysedetektors als auch das Verfahren insgesamt modifiziert und hin-sichtlich der Identifizierungsgenauigkeit verbessert werden. Im Einzelnen sollen im ersten Projektjahr zun\u00e4chst ein neues Analysesystem erstellt und qualifiziert werden, danach der Einfluss und die Optimie-rungsm\u00f6glichkeiten von systeminterner Mittelwertbildung f\u00fcr mehrere Analysen pro Schrottst\u00fcck, der Vergr\u00f6\u00dferung der Laser-Ablations-fl\u00e4che, einer anderen Laserwellenl\u00e4nge und einer Laser-Pulsmodulation un-tersucht werden. <\/p>\n
Die Definition der jeweiligen Sortieraufgaben, die Begutachtung\/Bewertung der Sortierergebnisse nach
\no. g. Versuchen sowie die schmelztechnische Qualifizierung nach den Produktionsversuchen im zweiten Projektjahr erfolgt in enger Zusammenarbeit mit den Kooperationspartnern aus der Prim\u00e4r- und Sekund\u00e4r-Aluminiumindustrie, die auch nach Durchlaufen ihrer gesamten Fertigung bis zum Endprodukt eine jeweils f\u00fcr sich relevante Rentabilit\u00e4tsbetrachtung \u00fcber Sortiertiefe und -aufwand erstellen.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Zum Aufbau des neuen Analysesystems wurde zun\u00e4chst sowohl die Laserstrahlf\u00fchrung und als auch die Lichtabnahmetechnik vom Plasma v\u00f6llig neu entwickelt, wobei letztere f\u00fcr eine optimierte Lichterfassung und -ausbeute koaxial erfolgte und \u00fcber ein Round-to-Line-Faserb\u00fcndel einem speziell f\u00fcr die laserangeregte Emissionsspektroskopie angefertigten Spektrographen zugef\u00fchrt wurde. Nach ersten Analysetests zeigte sich jedoch, dass der Spektrograph das im Vergleich zur klassischen Funken-analyse \u00fcberraschender Weise sehr viel gr\u00f6\u00dfere Lichtangebot des Laserpulses nicht verarbeiten konnte und \u00fcbersteuerte. Da ein Filtern oder Abblenden des Plasmas keinen Erfolg brachte, wurden die Photomultiplier des Spektrometers gegen weniger empfindliche ausgetauscht und zus\u00e4tzlich die Beschaltung f\u00fcr die jeweils interessierenden Messbereiche der Legierungselemente angepasst. <\/p>\n
Die Kalibrierung des Detektors mit handverlesenen, einzeln analysierten und gekennzeichneten Schrottproben ergab nur ein deutlich gr\u00f6\u00dferes Verh\u00e4ltnis Detektoranzeige (=Intensit\u00e4t Element\/Intensit\u00e4t Alumini-um) zum jeweiligen Elementgehalt der Legierung als mit dem urspr\u00fcnglichen NE-Metalldetektor. Somit war das Hauptziel der Detektorentwicklung erreicht worden. <\/p>\n
Die Sortierversuche wurden zun\u00e4chst mit den Kalibrierproben, dann mit Produktionsabf\u00e4llen durchgef\u00fchrt. Nach der Sortierung wurden die Kalibrierproben auf Grund ihrer Kennzeichnung, die Produktionsabf\u00e4lle nach ihrer spezifischen Form handausgelesen und verwogen aus dem Gewicht sowie den bekannten Analysewerten der Proben das Sortierergebnis errechnet. Dieses ergab, dass aus handels\u00fcblichen Aluminiumschrotten schon mit einem einfachen Sortieralgorithmus Qualit\u00e4ten sortierbar sind, die direkt zu defi-nierten Legierungen erschmolzen werden k\u00f6nnen. <\/p>\n
Bei den Versuchen mit den Produktionsabf\u00e4llen zeigte sich, dass die Analysegenauigkeit und damit die Sortierqualit\u00e4t deutlich besser wurde, wenn sie zuvor mit Stahldrahtkorn, wie zur Entlackung und Reinigung stark verschmutzter Schrotte vorgesehen, gestrahlt wurden. Einige wenige Stichversuche mit abgedrehten Proben zeigten, dass die entwickelte Sortiertechnik in der Lage ist, auch noch nah verwandte Legierungen sicher zu unterscheiden wie z. B. die Gusslegierungen 226, 231 und 239.<\/p>\n
\u00d6konomische und \u00f6kologische wird die zu entwickelnde Technik erheblich g\u00fcnstiger sein als die derzeit einzige Alternative Sekund\u00e4rschmelzen, d. h. mit der Sortiertechnik ist nicht nur ein Aluminiumrecycling auf h\u00f6chstm\u00f6glicher Qualit\u00e4tsstufe erstmals realisierbar, sondern sie ist auch deutlich kosteng\u00fcnstiger und nicht umweltbelastend. Durch konsequenten Einsatz der Sortiertechnik k\u00f6nnen dar\u00fcber hinaus mit wachsendem Aluminiumverb-rauch zus\u00e4tzlich notwendige Recyclingkapazit\u00e4ten bereitgestellt und auf die Errichtung weiterer Sekund\u00e4rschmelzeinrichtungen verzichtet werden.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Der entwickelte Detektor ist zur Identifizierung und analytischen Unterscheidung von Aluminiumlegierungen geeignet. Mit ihm ist es m\u00f6glich, noch Gehaltsunterschiede von + 0,2 Gew.-% sicher zu detektieren. In Verbindung mit einem geeigneten Sortieralgorithmus und\/oder einer Mehrschussanalyse mit Mittelwertbildung kann die Detektier- und damit Sortiergenauigkeit nochmals merklich erh\u00f6ht werden. Voraussetzung f\u00fcr den praktischen Einsatz ist aber eine analysegerechte Vorbehandlung der Schrotte, da Anhaftungen von Fremdbestandteilen zu Fehlidentifikationen f\u00fchren.
\nBedingt durch wirtschaftliche Probleme der Sortec Sortiertechnik GmbH kam es vor Projektabschlu\u00df zur L\u00f6schung der Fa. aus dem Handelsregister (Insolvenzantrag wurde vom Amtsgericht Frankfurt am Main mangels Masse abgelehnt). Die Versuchsanlage steht jetzt im Metallwerke Harzgerode GmbH. Ob dort die notwendigen F\/E-Leistungen bis zur Erreichung der Produktionsreife und nachfolgende Investitionen in die Produktionsanlagen erbracht werden, ist der Gesch\u00e4ftsstelle nicht bekannt. Nach Abstimmungen mit Dr. Pohle und Herrn K\u00f6ppe am 25.08.99 in Osnabr\u00fcck erfolgten seitens Metallwerke Harzgerode keine weiteren Aktivit\u00e4ten zur Weiterf\u00fchrung des Projektes im Rahmen des F\u00f6rdervorhabens.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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