10. Material Recycling Flashcards
(13 cards)
Primären und sekundären Produktionsprozesse für Stahl, Aluminium, Papier, Kunststoff und Glas in Verbindung mit dem Rohstoffbedarf und den einhergehenden Emissionen verstehen und genannten Zusammenhängen beschreiben
Glas
DIERec/DERec Verhältnis
Rohstoffe
Betriebsstoffe
Additive
Recycling principle
Process internal refining of impurities
ACHTUNG folgendes Bild gehört nicht zur Aufgabenstellung. Sollte eher schematisch wiedergegeben werden können
Primärproduktion
Farbgebung
verschieden Oxide für die jeweiligen Farben
Recycling
gründliche Vorsortierung von Relevanz (s. Lektion 7)
Primäre und sekundäre Produktion von Materialien vergleichen und die Vorteile des Recyclings ableiten
Glas
+ geringere Energiebedarf durch recycelte Scherben mit niedrigerer Schmelztemperatur
- Oxide für Farbgebung können nicht im Schmelzprozess abgetrennt werden und mischen sich –> Vorsortierung notwendig
Primären und sekundären Produktionsprozesse für Stahl, Aluminium, Papier, Kunststoff und Glas in Verbindung mit dem Rohstoffbedarf und den einhergehenden Emissionen verstehen und genannten Zusammenhängen beschreiben
Kunststoffe
DIERec/DERec Verhältnis
Rohstoffe
Betriebsstoffe
Additive
Recycling principle
Process internal refining of impurities
Primärproduktion
Siehe Bild in Aufgabenstellung
Recycling
- Polymere lassen sich unterteilen:
- Duroplaste
- Elastomere
- Thermoplaste (einschmelzbar)
weitere Infos s.u.
Primäre und sekundäre Produktion von Materialien vergleichen und die Vorteile des Recyclings ableiten
Kunststoffe
+ deutliche Verkürzung der Produktionskette möglich und damit des Einsatz von Energie
+ Einführung von Prozessen (CCU), die es ermöglichen CO2 für Power-to-Gas zu verwenden
Primären und sekundären Produktionsprozesse für Stahl, Aluminium, Papier, Kunststoff und Glas in Verbindung mit dem Rohstoffbedarf und den einhergehenden Emissionen verstehen und genannten Zusammenhängen beschreiben
PPK
DIERec/DERec Verhältnis
Rohstoffe
Betriebsstoffe
Additive
Recycling principle
Process internal refining of impurities
Primärproduktion
- Zellstoffherstellung (Holz wird in Fasern konvertiert)
- mechanisch
- semi-chemisch
- chemisch
- Papierproduktion
–> weißes Papier durch chemische Bleiche
Recycling
Primäre und sekundäre Produktion von Materialien vergleichen und die Vorteile des Recyclings ableiten
PPK
+ recycelter Zellstoff benötigt weniger Abwasser
+ Abwasserbelastung ist geringer
+ geringerer Energieaufwand
- Fasern verkürzen sich im Recyclingprozess durch Deinking
(Materialverlust: 1/7)
Primären und sekundären Produktionsprozesse für Stahl, Aluminium, Papier, Kunststoff und Glas in Verbindung mit dem Rohstoffbedarf und den einhergehenden Emissionen verstehen und genannten Zusammenhängen beschreiben
Stahl
DIERec/DERec Verhältnis
Rohstoffe
Betriebsstoffe
Additive
Recycling principle
Process internal refining of impurities
Primärproduktion
- Rohstoffproduktion: Gewinnung und Aufbereitung des Eisenerz
- Roheisen-Herstellung: Eisen-Oxid-Erz wird durch Koks zu metallischem Eisen reduziert
- Stahlherstellung: Kohlenstoff entfernen und Unreinheiten oxidieren (exotherme Reaktion)
Recycling
- Als Kühlschrott
(20-30 %) für exotherme Reaktion
- Schmelzen mit Elektrolichtbogen
Primäre und sekundäre Produktion von Materialien vergleichen und die Vorteile des Recyclings ableiten
Stahl
+ geringerer Energieaufwand (ca. 50 % weniger)
+ Elektrolichtbogen: Rückgewinnung der Legierungselemente (bei Vorsortierung)
Primären und sekundären Produktionsprozesse für Stahl, Aluminium, Papier, Kunststoff und Glas in Verbindung mit dem Rohstoffbedarf und den einhergehenden Emissionen verstehen und genannten Zusammenhängen beschreiben
Alu
DIERec/DERec Verhältnis
Rohstoffe
Betriebsstoffe
Additive
Recycling principle
Process internal refining of impurities
Primärproduktion
- Bayer Prozess: Bauxit + Natrium-Hydroxid und Soda -> Aluminiumoxid reinigen und Abtrennen von Unreinheiten
- Elektrolyse: Reduktion des Alu-Oxid zu metallischem Alu mit elektrischer Energie
- Degassing: Thermische Behandlung zur Lösung von Gasen (O2, …)
Recycling
- in Schmelzofen einschmelzen
- Einsatz von Salzschlacken gegen Oxidation von Alu
- Vereinzelte Legierungen lassen sich aus Gasphase abtrennen
Primäre und sekundäre Produktion von Materialien vergleichen und die Vorteile des Recyclings ableiten
Alu
+ weniger Wasser/ Energie/ CO2
aufgrund von: geringe Schmelztemperatur bei Recycling von Alu
Begriff “nicht-funktionales Recycling” definieren (UNEP Ressource Panel Definition)
Funktionales Recycling
Teil des Recyclings am Ende der Nutzungsdauer, bei dem das Metall aus einem ausrangierten Produkts getrennt und sortiert wird um Rezyklate zu erhalten, die in die Rohstoffproduktion zurückgeführt werden die ein Metall oder eine Metalllegierung erzeugen.
Nicht-funktionales Recycling
Teil des Recyclings von Altmetallen, bei dem bei dem das Metall als Altmetallschrott gesammelt und in einen als “Fremdkörper” oder Verunreinigungselement in einen großen Materialstrom eingeht.
Faktoren, die Verwendung von Rezyklaten stärken:
- Recyclingquoten
Bei Anwendung von Produktionsabfall als Berechnungsgrundlage schaffen Recyclingquoten Anreize ineffizient zu produzieren und möglichst viel Abfall zu erzeugen
Aspekte und Faktoren, die das “Downcycling” von Stahl, Aluminium, Papier, Kunststoffen und Glas beeinflussen, nennen und beschreiben
Beispiele
Unklarheiten über Definitionsbereich des Downcyclings
Downcycling
Def.: Der Prozess nicht mehr benötigte Materialien oder Abfall, in neue Materialien oder Produkte mit geringerer Qualität und Funktionalität zu konvertieren
Beispiele
- Unterbau: Beton- und Mauerwerksrest werden für Sauberkeitsschichten unter Fundamenten oder als Untergrund für Straßen verwendet
- Plastikfuß für Straßenschild/ Lärmschutzwall: Durch die meist nicht sortenreine Trennung von Kunststoffen und Verunreinigung mit Additiven vermindert sich die Qualität vom recycelten Plastik stetig
- Braunglas: Weißglas wird nicht aussortiert und in Bunt- oder Braunglas hinzugegeben
Unklarheiten über Definitionsbereich des Downcyclings
Massenbilanzfrage: wenn nach dem Recycling weniger Masse übrig bleibt - ist es dann Downcyling?
Bsp. Papier: Recycling-Output genügt nicht, um wieder das gleiche Produkt herzustellen (Fasern verkürzen sich stetig) –> es benötigt konstant neuen Primärstoff mit lange Fasern
Am Beispiel der Kunststoffe verschiedene Prozesse der Verwertung den Kreisläufen entlang der Produktionskette zuordnen und jeweils substituierte Produkte nennen können
Je weiter man in den Anfangsbereich der Produktionskette gelangt:
1. höhere Reinheit an Kohlenstoffen
2. höherer Energieaufwand für das Recycling
–> TRADE-OFF
