Untersuchungen zur Dispersion und ihren Auswirkungen beim Übergang aus der Nutzungsphase in das Recycling : Betrachtungen am Beispiel von Leichtgutanteilen von Waschmaschinen in Shredderprozessen

Schäfer, Tobias; Pretz, Thomas

doi:845

Untersuchungen zur Dispersion und ihren Auswirkungen beim Übergang aus der Nutzungsphase in das Recycling : Betrachtungen am Beispiel von Leichtgutanteilen von Waschmaschinen in Shredderprozessen

Schäfer, Tobias (Author)

2004

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Tobias Schäfer

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2004

UmfangXI, 147 S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2004

Genehmigende Fakultät
Fak05

Hauptberichter/Gutachter
Pretz, Thomas (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2004-03-18

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-8452
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/62014/files/Schaefer_Tobias.pdf

Einrichtungen

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Waschmaschine (Genormte SW) ; Recycling (Genormte SW) ; Shredder (Genormte SW) ; Windsichter (Genormte SW) ; Technikumsanlage (Genormte SW) ; Nutzungsdauer (Genormte SW) ; Shredderleichtfraktion (Genormte SW) ; Zusammensetzung (Genormte SW) ; Kosten (Genormte SW) ; Ingenieurwissenschaften (frei) ; Dispersion (frei) ; Nutzungsphase (frei) ; Shredder (frei) ; Waschmaschine (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 620

Kurzfassung
Recyclingprozesse finden im Anschluss an die Nutzungsphase von Produkten statt und erzeugen Sekundärrohstoffe, die Primärrohstoffe ersetzen und damit einen Beitrag zu nachhaltigem ressourcenschonenden Handeln leisten können. Während die Recyclingprozesse kurzzeitig ablaufen, erstreckt sich die Nutzungsphase produktabhängig über bis zu mehrere Jahrzehnte. Recycling ist mit behandlungs- und materialspezifischen Kosten verbunden. Die zeitliche Wichtung von Recycling und Nutzungsphase führt zu der Untersuchung über den Einfluss der Nutzungszeit auf die Kosten- und Erlösseite des Recyclings. Zu dieser Analyse und zur Identifizierung von kostenrelevanten Faktoren werden verschiedene Arten des Recyclings vorgestellt und bezüglich ihrer Massenrelevanz beurteilt. Die Verknüpfung von Nutzungsphase und Recycling erfolgt über die Ermittlung der Dispersion. Diese wird unter den drei auch untereinander wechselwirkenden Aspekten Stoff, Raum und Zeit betrachtet. Zur Verdeutlichung der quantitativen Aspekte der Dispersion wurde der Stoffstrom des Kupfers ausgewählt. Das in Produkten aus vier verschiedenen Nutzungsbereichen enthaltene Kupfer steht als so genanntes Depot dem Recycling als Aufgabematerial zur Verfügung. Ausgehend von der produktspezifisch unterschiedlichen Verteilung des Kupfers und den jeweils charakteristischen Ausprägungen der Dispersionskomponenten wurden der Bereich des Elektro- und Elektronikschrotts und hier speziell Produkte der Weißen Ware zur Untersuchung der zeitabhängigen Faktoren für die Kostensituation des Recyclings ausgewählt. Dazu wurden in einer speziellen Untersuchungsreihe Waschmaschinen experimentell aufbereitet. Waschmaschinen und generell Weiße Ware werden großtechnisch in Automobilshreddern verarbeitet. Diese Recyclingtechnik wird vorgestellt. Eine Simulation des Shredderprozesses mit nachgeschalteter Windsichtung wurde unter Technikumsbedingungen durchgeführt. Mit dieser Technik wird neben verkaufsfähigen Eisen- und Nichteisenmetallprodukten auch die kostenträchtige so genannte Shredderleichtgutfraktion (SLF) separiert. Über die Bestimmung des SLF-Anfalls in Abhängigkeit vom Alter der Waschmaschinen und über die Zusammensetzung der Recyclingproduktmassen wird die Kostenstruktur des Recyclings unter Einführung eines SLF-Indikators beschrieben. Neben dem für bestimmte Gerätekategorien spezifischen SLF-Indikator ist die Gesamtzusammensetzung der Recyclingrohstoffe vor dem Shredderprozess – bestehend aus Elektrogeräten, Autokarossen und weiteren Schrotten – von umweltpolitischer und wirtschaftlicher Bedeutung. Wegen dieses Rohstoffgemisches greifen unterschiedliche Gesetzesvorgaben ineinander, und zukünftige Quoten für die Altautoaufbereitung werden auch für Geräte aus dem Elektronikbereich relevant. Die mit der Auswahl der Eingangsmaterialien verbundenen Vorgaben von Verwertungs- und Recyclingquoten ermöglichen unter Einbeziehung der zwangsläufig anfallenden Kosten der Prozesstechnik Musterrechnungen und Analysen, die die Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten des SLF-Indikators in der Praxis aufzeigen.

Recycling processes that take place after the end of the useful lifetime of a product generate secondary raw materials to substitute primary ones. This is a step towards sustainable development. Recycling processes proceed during a short period compared to the lifetime of a product of up to several decades. Recycling involves costs, specific to processing and materials. The comparison of recycling and utilization of a product leads to an investigation of the influence of the intended use on the cost of recycling. To analyse this relationship and to identify cost relevant aspects, different kinds of recycling are explained and characterized by their mass relevance. The connection of recycling and product use is based on dispersion. Dispersion means the distribution of materials within the environment and can be analysed according to the three categories material, time and place which can also interact. The mass stream of copper has been selected to analyse the quantitative aspects of dispersion. The total of all copper considered for four different product applications is made available for the recycling process as the so-called copper deposit. For a more detailed analysis of the product specific and dispersion related costs of recycling, attention is focussed on the waste sector of electric and electronic equipment and here, in special, on white goods. Washing machines have been experimentally prepared for recycling purposes. The common recycling method for washing machines is the use of car shredders. The shredding technique combined with an airflow separation is explained and experimentally applied on the laboratory scale of a technical school. The shredding process combined with a magnetic separation creates three output fractions: iron products, the non-ferrous metal fraction and the shredder light fraction (SLF). The cost structure of recycling is described by the determination of the SLF fraction as a function of the age of the washing machines and by the composition of the product masses. A special SLF indicator is defined. The total mixture of raw materials in the shredder - old cars, electrical goods and further scrap - is of importance for environmental and economic reasons. Different legislative directives become relevant for the shredding process; laws for end-of-life-vehicles concern also electrical products. The definition of processing and recycling quotas by law influences the choice of recycling techniques and input materials and proves to be cost effective. Calculations and analyses of recycling situations are presented and point out the relevance of the SLF indicator.

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