Projekt 20139/01

Entwicklung eines umweltschonenden Verfahrens für das neuwertige Recycling gebrauchter Einkaufswagen

Projektträger

Metallveredelungswerk Sulz GmbH
Bahnhofstr. 82
72172 Sulz
Telefon: 07454/92577

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Einkaufswagen werden aus Stahldraht gefertigt, der verzinkt und chromatiert wird. Teilweise sind sie recht harten Bedingungen ausgesetzt, wenn man z. B. an Stoß- und Kratzeinwirkungen beim Ineinanderschieben der Wagen in den Parkboxen denkt. Diese rauhe Behandlung bleibt für die Wagen nicht ohne Folgen: Mit der Zeit reibt sich die Beschichtung ab, das Material beginnt zu korrodieren und wird fleckig. Die Wagen werden unansehnlich und sind für das jeweilige Geschäft kein Aushängeschild mehr. Nach einer Lebensdauer von ca. sechs bis zehn Jahren werden die Einkaufswagen verschrottet und durch fabrikneue Exemplare ersetzt.
Als Entwicklungsziel sollte ein umweltschonendes Verfahren für das neuwertige Recycling gebrauchter Einkaufswagen entstehen, mit dem das energieaufwendige Einschmelzen von Schrott aus alten Einkaufswagen sowie die Deponierung daraus resultierender Prozessrückstände vermieden werden kann. Gegenüber dem Neukauf von Einkaufswagen sollte das neuwertige Recycling zum halben Preis angeboten werden können.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIn dem Vorhaben wurde ein Recyclingverfahren entwickelt, mit dem es gelingt, die restanhaftende Verzinkung alter Einkaufswagen zu nahezu zu 100% im Kreislauf zu fahren. Dazu wurde ein innovativer gal-vanotechnischer Prozessschritt eingeführt und industriell erschlossen. Auf diese Weise kann die Bildung von Schlacke durch Einschmelzen restbeschichteter Einkaufswagen im Stahlwerk bzw. die Bildung von Galvanikschlamm durch das Entzinken alter Beschichtungen mit Salzsäure vermieden werden. In einer Sandwich-Verzinkung aus recyceltem Zink mit einer Schichtdicke von ca. 10 bis 15 µm und aus frischem Zink aus einem sauren Elektrolyten, der die etwas sprödere, recycelte Zinkschicht einebnet, wird im Schnitt eine Schichtdicke von ca. 25 bis 30 µm erreicht. Für das Recycling der alten Zinkschicht wurden alkalische Elektrolyte durch organische Zusätze modifiziert und Prozessparameter optimiert. Der Korrosionsschutz wird durch eine chrom(VI)-freie Blauchromatierung und ein neu entwickeltes Topcoat auf Wasserbasis vollendet.
Um den zu entwickelnden Verfahrensablauf zum Recycling von Einkaufswagen zu testen und die Prozessparameter zu optimieren, wurden Versuchsmuster von Filialen großer Einzelhandelsketten recycelt.


Ergebnisse und Diskussion

Der primäre ökologische Effekt des Vorhabens besteht in der Energieeinsparung durch Vermeidung des Einschmelzens alter Einkaufswagen. Der Bestand an Einkaufswagen in Deutschland beträgt ca. 20 Mio. Stück. Bei einer Lebensdauer von ca. 6 bis 10 Jahren werden jährlich ca. 25.000 t Stahl unter großem Energieverbrauch eingeschmolzen. Dazu werden ca. 2.000 MWh Energie verbraucht und ca. 600 t E-missionen des Treibhausgases CO2 erzeugt, was durch das neue Verfahren eingespart werden kann.
Neben der Energieeinsparung trägt das Einkaufswagen-Recycling dazu bei, dass im Schmelzwerk weniger umweltbelastende Stoffe (Emissionen, Schlacke) entstehen.
Durch die Wiederverwertung des restanhaftenden Zinks entfällt die umweltbedenkliche Abwasserbehandlung, die beim herkömmlichen Entzinken von Werkstücken mit Salzsäure durch Fällungsneutralisation erforderlich ist.
Das wichtige technologische Vorhabensziel einer nahezu 100%-igen Kreislaufführung des restanhaftenden Zinks wurde erreicht. In der alkalischen Neuverzinkung der Einkaufswagen werden etwa zwei Drittel des restanhaftenden Zinks direkt recycelt. Das restliche, im alkalischen Prozessbad gelöste Zink kann in anderen alkalischen Zink- oder Zink-Eisen-Elektrolyten verwendet werden. Die Sandwich-Verzinkung aus recyceltem Zink mit einer Schichtdicke von ca. 10 bis 15 µm und aus frischem Zink aus einem sauren Elektrolyten, der die etwas sprödere alkalische Zinkschicht einebnet, erreicht im Schnitt eine Schichtdicke von ca. 25 bis 30 µm.
Der Korrosionsschutz der Beschichtung erfolgt durch eine chrom(VI)-freie Chromatierung und ein Topcoat. In Salznebelkammern wurde eine Mindesthaltbarkeitsdauer von 240 Stunden gegen Weißrost und von über 800 Stunden gegen Rotrost erreicht. Damit übertrifft die erreichbare Lebensdauer eines recycelten Einkaufswagens sogar die Haltbarkeit eines neu hergestellten Einkaufswagens.
Der ökonomische Nutzen der Vorhabensergebnisse besteht darin, dass das Recycling eines alten zu einem neuwertigen Wagen etwa die Hälfte des Anschaffungspreises eines neuen Einkaufswagens kostet.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die Vorhabensergebnisse werden durch folgende Maßnahmen verbreitet:
· Das Einkaufswagen-Recycling wurde bereits vielen wichtigen Einkaufsketten vorgestellt und traf auf großes Interesse. Die Ketten nutzen das Verfahren ihrerseits zu Marketingzwecken im Sinne des Umweltschutzes.
· Die Geschäftsführung der Metallveredelungswerk Sulz GmbH wurde von der Deutschen Presseagentur (DPA) zu dem Entwicklungsprojekt befragt. Berichte über das Projekt kamen im Rundfunk (u. a. im Deutschlandfunk und SWR), in ca. 300 Zeitungen und im Fernsehen (RTL, MDR, B-TV Baden-Württemberg).
· Für die großtechnische Umsetzung des Recyclingverfahrens wurde von den Gesellschaftern des Metallveredelungswerks Sulz GmbH das Metallveredelungswerk Brehna GmbH als neue Firma gegründet. Inzwischen sind dort ca. neue 40 Mitarbeiter beschäftigt, von denen ca. 30 dem Einkaufswagen-Recycling zuzuordnen ist.
· Die Vermarktung der Entwicklungsergebnisse erfolgt über Vertriebspartner und soll später durch eine eigene Vertriebsfirma und eine eigene Produktmarke vorangetrieben werden.


Fazit

In dem Entwicklungsvorhaben ist ein gleichermaßen umweltrelevantes, wie wirtschaftlich interessantes Verfahren zum Recycling von alten Einkaufswagen entstanden. Betrachtet man eine Charge alter Einkaufswagen, so können ca. 90% recycelt werden. Das Gelingen des Zinkrecyclings beruht auf zwei Faktoren. Zum einen wird auf das wieder verwendete Zink eine saure Beschichtung aus frischem Zink aufgetragen, die für eine ausreichende Einebnung und gute optische Eigenschaften sorgt. Zum anderen bestehen Einkaufswagen aus relativ einfachen Geometrien ohne größere Flächen. Die optischen Ansprüche an kleinere Oberflächen sind etwas geringer, so dass die Geometrie der Einkaufswagen gewis-se Verunreinigungen im Elektrolyten verzeiht.
Weiterer Entwicklungsbedarf besteht zum einen in der Verbesserung der Korrosionsschutzwirkung von Topcoats bis hin zum angestrebten, gänzlichen Ersatz von Chromatierungen. Zum anderen ist hinsicht-lich der Behandlung von altem Klarlack oder von Sonderausführungen bzw. anderen Typen von Einkaufswagen noch Entwicklungsarbeit zu leisten.