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Zinkschrotte und -abfälle


1.282 Wörter | 4,30min Lesezeit | Erschienen im VDM-Magazin, Ausgabe No. 675

Das Metallrecycling im Allgemeinen gewinnt von Jahr zu Jahr an Bedeutung. Nicht nur da Sekundärrohstoffe Ersatz für Primärrohstoffe, wie Erze und Bauxit sind, sondern weil man auch deutlich weniger Energie benötigt, was jährlich allein in Deutschland mehr als sieben Millionen Tonnen CO2-Emissionen einspart.

Für Metalle wie Kupfer, Messing, Blei und Aluminium sind die Recyclingverfahren weit fortgeschritten und werden immer ausgeklügelter. Jedoch steht die Recyclingbranche, gleich auf welcher Stufe des Prozesses, vor immer mehr Herausforderungen. Die Legierungen werden aufgrund von Normen, Richtlinien und Gesetzen immer vielfältiger. Legierungsstoffe ändern sich. In der Vergangenheit kein großes Thema, wird nun zunehmend Blei als Werkstoff verdrängt, was für das Zink-Recycling von Vorteil ist. Schmelzwerke und Metallraffinerien können es sich vergleichsweise leicht machen, denn sie suchen explizit nur die Metallabfälle, welche sie auch in ihren Prozess entsprechend als Rohstoff zuführen können. Dabei entstehen nur wenig Risiken, da sie nur Schrotte oder Rückstände einkaufen, welche ihre Produktqualität nicht gefährden. Gibt es sauberen Metallabfall in ausreichender Menge, gibt es keine Notwendigkeit die Technik zu verfeinern, um gegebenenfalls störende Elemente zu reduzieren oder abscheiden zu müssen. Produktionsabfälle, die einheitlich in größeren Mengen bei der Entfallstelle anfallen, versucht das Schmelzwerk bzw. die Metallraffinerie in der Regel direkt zurückzuholen - sei es in Form von Beistellgeschäften oder klassischem Einkauf. Dieser Prozess ist weit vorgeschritten. Das Hauptargument der Schmelzwerke ist es, dass man näher beim Kunden ist und keine Vermischung mit anderen Stoffen hat.

Bei den Metallen Aluminium, Kupfer und Messing ist es deutlich zu sehen. Zink nimmt hier jedoch eine Sonderstellung ein. Zwar will man auch hier näher an den Entfall, jedoch ist Zink, obwohl der weltweite Verbrauch 13,8 Millionen Tonnen beträgt, im Rücklauf als Schrott beziehungsweise Rückstände deutlich kleiner. Circa die Hälfte des weltweit eingesetzten Zinks wird als Korrosionsschutz in der Stahlproduktion eingesetzt. Weitere rund 17 Prozent werden in der Messing- und Bronzeproduktion als Legierungsmetall verwendet. Außerdem findet es sich im Aluminium für die Luft- und Raumfahrtlegierungen als AlZn. Daneben ist Zink in gänzlich anderen Anwendungsbereichen wie in wieder aufladbaren Batterien als eines der wichtigsten Materialien für Anoden vorhanden oder in der Medizin und Kosmetik sowie der Industrie. Bei letzterer beispielweise für die Produktion von Reifen, da Zinkoxid dem Reifen mehr Festigkeit verleiht und damit die Alterungsbeständigkeit erhöht.

In Deutschland werden rund 620.000 Tonnen Zink verarbeitet. Davon werden rund 28 Prozent für Halbzeug und Zinkgusslegierungen eingesetzt. Dies entspricht 173.600 Tonnen. Im Gegensatz zu anderen Metallen ist das Abfallaufkommen bei der Verarbeitung jedoch wesentlich geringer und sobald die Oberfläche behandelt wurde, kann es kritisch werden. Man führt in der Regel die sauberen blanken Abfälle intern dem Schmelz-/ Gießprozess wieder zu. Im Druckgussbereich werden die Abschöpfblöcke und Angüsse wieder aufgeschmolzen, übrig bleibt als Abfallprodukt: Zink-Asche. Dies macht rund zehn Prozent des ursprünglichen Abfallaufkommens aus. Die behandelten Teile führt man in der Regel nicht mehr dem internen Kreislauf zu. Halbzeuge, wie Bleche und Rohre, werden in der Dacheindeckung, Entwässerung sowie Fassaden verbaut, die Jahrzehnte als anthropogenes Lager im urbanen Raum ruhen – insgesamt wird von rund 9,4 Millionen Tonnen ausgegangen. 

Ebenso geht es dem Zink in Möbel-, Fenster-, Türbeschlägen und Griffen, Gussteilen für den Automotivbereich und vielem mehr. Das Zink aus der Spritz- und Feuerverzinkung bleibt als verunreinigter Rückstand über. Der Großteil davon verhält sich wie eine Haut, als Korrosionsschutz auf Stahlträgern oder Geländern.

Die eigentliche Herausforderung im Zinkrecycling ist jedoch die Vielfalt und Unverträglichkeit von Schrotten in diversen Recyclingprozessen. Ebenso ist es wichtig zu wissen, wer welchen Schrott beziehungsweise Rückstand als Sekundärrohstoff einsetzen kann. Generell sind Zinn und Blei absolute Schädlinge im Zink. Beide Metalle verursachen einen Zinkfraß. Die Grenzwerte sind mit den üblichen Messgeräten am Metalllager nicht messbar. Für den Großteil der Druckgusslegierungen liegen diese im Blei bei 0,005 Prozent und im Zinn bei 0,003 Prozent. Werden diese Werte überschritten, ist das Problem, dass ein erhöhter Anteil an Blei und/ oder Zinn zu Blasenbildung und veränderter Struktur des Materials führt. Diese wiederum kann zu Spannungsrissen im Material führen, die das Produkt vollständig zerstört. Insbesondere bei Endprodukten wie Beschlägen, Vergasern oder ähnlichem wäre dies katastrophal.

Mit Blei oder Zinn verunreinigte Gusslegierungen, so genannte „off grade Qualitäten“, finden auch nur bei „simplen“ Produkten Einsatz - als Knopf, Schlüsselanhänger oder Wuchtgewichten. Der Lebenszyklus ist kürzer oder die Anwendung stellt keine besonderen mechanischen Ansprüche. Zinkschrotte, welche vom Rückbau sowie aus Zerkleinerungsprozessen kommen, haben den Makel, dass sie im ppm-Bereich mit Blei und Zinn kontaminiert sind. Genauso schwierig wird es, wenn die Neuabfälle verzinnt sind oder Lötstellen aufweisen.

Das Thema Zink ist sehr komplex, je nach Anwendungsbereich legiert man das Zink entsprechend. In Europa nutzt man in der Verzinkung sogar Spuren von Blei, damit das Oberflächenbild schöner wird. Es entstehen dadurch so genannte Zinkblumen. Ein Paradoxon, da Blei als Schädling betrachtet wird und das Recycling derzeit stark eingrenzt. In den USA verzichtet man darauf und setzt stattdessen eine Zinklegierung mit maximal einem Prozent Aluminium ein. Das heißt, ein Closed-Loop-Recycling ist nur möglich, wenn die Zinkabfälle absolut sauber sind oder das störende Element, zum Beispiel aufgrund einer Oberflächenbeschichtung, sich einfach raffinieren lässt.

Blei und Zinn lassen sich derzeit nicht in einem uns bekannten Industrieverfahren einfach abscheiden. Die Verfahren um das Blei vom Zink zu trennen sind sehr aufwändig. Das Zink wird verdampft, während sich das Blei am Ofentiegel sammelt. Jetzt könnte man vereinfacht sagen: Ja, aber in anderen Anwendungsbereichen, wie in der Messing- und Bronzeproduktion ist Blei und Zinn in geringen Mengen unproblematisch. Stimmt, wenn da nicht die anderen Legierungselemente wären, wie das Aluminium in den ZAMAK-Legierungen. Der klassische Metallhandel verbindet Zink mit dem Abfall Zinkbleche alt/ neu. Diese Abfälle gehen einen der einfachsten Wege. Ein Großteil wird von Eisen und anderen Metallen sauber gemacht und umgeschmolzen. Die Blöcke finden in der Messing- und Bronzeindustrie Verwendung. Mit Gusslegierungen können diese Werke in der Regel nichts anfangen. Für Stäube haben die Werke die falsche Technik, um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Abgesehen davon, dass auch hier die Legierung passen muss.

Jeder Betrieb braucht eine gewisse Masse, sei es um die Transportkosten zu senken oder um interessant für Schmelzwerke zu werden. Nur durch Masse und eine kontinuierliche Versorgung verschiedenster Werke kann man gute Marktpreise sowie das Know-how absichern. Der Einsatz ist im Zink um ein vielfaches höher als bei anderen Metallen, da man potentielle Lieferanten nicht so leicht findet. Zudem muss man sicherstellen können, dass Qualitätsanforderungen eingehalten werden.

Wie im Vorfeld berichtet, sind die Anforderungen an die Zinkschrotte und Rückstände, je nach Verwendung um einiges schärfer. Ein lockerer Umgang würde zu einer Fehlschmelze führen. Dies hätte Konsequenzen wie das Abgießen in Jumbos, eine Ofenspülung oder führt zu einem Vorprodukt minderer Qualität. In der Praxis läuft es, wenn man ein Unternehmen dazwischenschaltet, einfach. Man belädt den LKW mit voneinander getrennt gehaltenen, verschiedenen Zinkabfällen, egal in welche Form. Am Lager angekommen, werden die Qualitäten klassifiziert, verprobt und zugeordnet, welche Form von Zinkabfall mit welchen Elementen legiert oder verunreinigt ist: Beispiele hierfür sind Wannenboden aus der Verzinkung, Anoden aus der Galvanik, Druckgussabfälle legierungskonform verchromt, Zinkstaub aus der Spritzverzinkung, Sammelware Zink mit Anhaftungen bis zu 20 Prozent et cetera. Ein solcher LKW kann in der Regel nicht direkt in ein Schmelzwerk geschickt werden, da die Einen Druckgusslegierungen herstellen, andere eine Zinkoxyd oder Umschmelz-Zink für die Messingindustrie. Anhand der Reinheit bzw. Beschaffenheit können wir sagen, für welchen Kunden dieser Abfall als Rohstoff geeignet ist und wir kennen im Vorfeld die möglichen Konditionen, die technischen Einrichtungen und Machbarkeiten der Kunden. Es kommt nicht selten vor, dass wir eingehende Qualitäten positiv wie negativ sortieren müssen, um diese überhaupt als Rohstoff wieder beistellen zu können.

Unser Geschäft ist von Erfahrung, Wissen und der Schnelligkeit geprägt. Im Vorfeld die Qualitätsbeurteilung, die Preisauskunft und im Eingang der rasche Befund sowie schneller Zahlungslauf. Für unsere Kunden ist der Metallhandel ein zuverlässiger Lieferant, welcher im Vorfeld die Qualität sichert und ggf. die Lagerhaltung übernimmt.

Von Michael Oberdorfer