Projekt 24946/01

Entwicklung eines Verfahrens auf der Basis der Multi-Mode-Mikrowellentechnologie zur umweltgerechten Aufbereitung kanzerogener Mineralwolle und Produktverwertung als Zuschlagstoff in der Baustoffindustrie

Projektträger

MWT Gesellschaft für industrielle Mikrowellentechnik mbH
Hinter dem Entenpfuhl 17
65604 Elz
Telefon: 06431/5527

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines technischen Verfahrens zur strukturellen Umwandlung der Mineralwolle. Mineralwolle die vor 1996 verwendet worden ist, gehört zur sogenannten alten Mineralwolle, die nicht die Kriterien des Anhangs IV der Gefahrstoffverordnung erfüllt und als krebserzeugend (K 2) oder krebsverdächtig (K 3) gilt. Der Gefahrstoff soll durch die gezielte Behandlung durch Multi-Mode-Mikrowellen verschlackt werden. Die Schlacke soll nachfolgend durch Exzenterschwingmühlen aufgemahlen werden. Das Feinmaterial soll aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung im Rahmen der Zementproduktion, der Betonherstellung, bei der Produktion von Calciumsilikathydratprodukten, in der Ziegelproduktion oder im Asphalt eingesetzt werden.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZiel der Forschung ist es, ein neuartiges Verfahren zum umweltgerechten Behandeln und Verwerten kanzerogener Mineralwolle zu entwickeln. Das Verfahren basiert auf der strukturellen Umwandlung der Mineralwollefasern durch folgende Hauptverfahrensschritte: 1. Verschlackung der unzerkleinerten Mineralwolle durch Multi-Mode-Mikrowellenbehandlung, 2. Aufmahlung der Schlacke, 3. Verwertung in Baustoffen. Der entscheidende Vorteil des Verfahrens ist die Herabsetzung der Faseremissionen bereits zu Beginn der Prozesskette und die Erzielung eines faserfreien Endproduktes. Parallel zur Verfahrensentwicklung soll die Untersuchung möglicher Einsatzbereiche für das Endprodukt erfolgen. Für die erfolgreiche Umsetzung des Forschungsvorhabens wurden folgende Arbeitspaketen konzipiert: Voruntersuchungen Mineralwolle, Laboruntersuchungen Mineralwolle, Logistikkonzept, Verfahrensentwicklung zur Mineralwol-lebehandlung mit minimaler Faserfreisetzung, Entwicklung Multi-Mode-Mikrowellentechnik, Lastenheft, Dokumentation der Ergebnisse.


Ergebnisse und Diskussion

Das Projekt ist ein Beitrag zum produktionsintegrierten Umweltschutz. Durch die Entwicklung eines neuartigen Verfahrens zum umweltgerechten Behandeln kanzerogener Mineralwolle auf der Basis der Multi-Mode-Mikrowellentechnologie kann die Emission der gesundheitsschädlichen Mineralwollefasern durch die Verschlackung der Mineralwolle beseitigt werden. Gleichzeitig wird der Gefahrstoff in einen faserfreien Rohstoff umgewandelt. Diese innovative Gefahrstoffbehandlung führt zur Ressourceneinsparung durch Einsatz des Materials in der Baustoffproduktion und zur Einsparung von Deponieraum. Die Redu-zierung der gefährlichen Faseremissionen ist ein Beitrag zum Umwelt- und Gesundheitsschutz und war Schwerpunkt des Vorhabens. Das Ergebnis der Untersuchungen zeigt, dass die Verschlackung von Mineralwolle mittels Mikrowellenbehandlung möglich ist. Aufgrund der großen Schwankungen der Zusam-mensetzung der Mineralwollearten ist der Einsatz von Suszeptoren notwendig. Die Mineralwollebehandlung sollte in den Verfahrensschritten Vornässen der angelieferten Mineralwolle, Sortierung mit FE- und NE-Erkennung und Abscheidung, Mehrstufige Zerkleinerung, Nachgeschaltete 2. Sortierstufe mit FE- und NE-Erkennung und Abscheidung, Mischen mit Suszeptor, Pressen des Mineralwolle-Suszeptoren-Gemisches, Mikrowellenbehandlung und abschließend die Aufbereitung der Schlacke durch Mahlen oder die Rückführung in den Produktionsprozess erfolgen. Die Mikrowellenanlage sollte im Durchlaufverfahren konzipiert werden. Das Aufgabegut ist während der Mikrowellenbehandlung ausreichend umzuwälzen, um alle Bereiche zu beanspruchen. Die entstehenden Dämpfe aus den Bindemitteln sind mit geeigneten Techniken zu entfernen, d. h. die Anlage ist mit einer Nachverbrennung auszustatten.
Die Multi-Mode-Mikrowellenanlage verfügt über einen Anschlusswert von 35 KW/h bei Vollauf. Aus einem durchschnittlichen Strompreis von 0,20 EUR/KWh und einer Behandlungszeit von 8 min/kg, ergeben sich Energiekosten von ca. 53 EUR/t. Hinzukommen die Kosten für die vorgelagerte Zerkleinerung und Sortie-rung und den Mischprozess mit Suszeptoren (Personal, Energie, Reparatur, Wartung, Versicherung, hierfür sind ca. 15 EUR/t zu veranschlagen. Für die Investitionskosten (Anlagentechnik, Betriebsgeräte, Nebeneinrichtungen, Genehmigungskosten) sind ca. 10,00 EUR/t/a anzusetzen. Die Kapitalkosten (Ab-schreibungen, Zinsen) können mit 2,00 EUR/t geschätzt werden. Somit ergeben sich für das neue Verfahren geschätzte Gesamtkosten von 80 EUR/t.

Ausgehend vom Annahmepreis für Mineralwolleabfälle der Fa. Wool.rec. GmbH von 165,00 EUR/t, könnte durch den Betreiber ein Gewinn von 85 EUR/t erzielt werden.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die Projektpartner bereiten gemeinsam eine Schutzrechtsanmeldung vor. Nach der erfolgten Schutzrechtsanmeldung sind Veröffentlichungen in der Fachliteratur und Vorträge zu Fachveranstaltungen geplant.


Fazit

Die gestellten Projektziele konnten durch die Projektpartner erreicht werden, die positiven Ergebnisse des Vorprojektes konnten die technische Machbarkeit des Vorhabens Entwicklung eines neuartigen Ver-fahrens zum umweltgerechten Behandeln und Verwerten kanzerogener Mineralwolle auf der Basis der Multi-Mode-Mikrowellentechnologie bestätigen und bilden die Grundlage für die Weiterführung des Projektes. Im nächsten Schritt ist die technische Umsetzung des Mineralwollebehandlungsverfahrens geplant. Hierfür ist die Mitwirkung der Deutschen Dämmstoffindustrie notwendig, da die Anlagentechnik nicht durch die beteiligten Projektpartner finanziert werden kann.