FAQ_Recycling
Die Verfahren der Zinkgewinnung und des Zinkrecyclings sind eng miteinander verflochten. Aus Zinkerz wird sogenanntes Primärzink hergestellt. Heute werden in der Primärzinkgewinnung aber zusätzlich auch ein Anteil (bis ca. 30 %) zinkhaltige Recyclingmaterialien eingesetzt.
Die Produktgruppen, in denen die mengenmäßig größten Anteile des erzeugten Zinks verarbeitet werden, erlauben ausnahmslos geschlossene Recyclingkreisläufe: Bleche aus Titanzink, verzinkter Stahl, Messing und Zinkdruckgussteile.
Darüber hinaus gibt es kleinere Zinkmengen, die zu Produkten verarbeitet werden, aus denen Zink nicht wiedergewonnen werden kann. Ein anschauliches Beispiel hierfür ist der Einsatz von Zinkoxid in Wundschutzcremes für die Säuglingspflege: Einmal auf Babys Po aufgebracht, steht das Zink nicht für einen geregelten Recyclingprozess zur Verfügung. Gleiches gilt für Zink in Lippenstiften oder Nahrungsergänzungsmitteln.
Darüber hinaus gibt es kleinere Zinkmengen, die zu Produkten verarbeitet werden, aus denen Zink nicht wiedergewonnen werden kann. Ein anschauliches Beispiel hierfür ist der Einsatz von Zinkoxid in Wundschutzcremes für die Säuglingspflege: Einmal auf Babys Po aufgebracht, steht das Zink nicht für einen geregelten Recyclingprozess zur Verfügung. Gleiches gilt für Zink in Lippenstiften oder Nahrungsergänzungsmitteln.
Die Produkte der wichtigsten Einsatzbereiche für Zink stehen heute auch für das Recycling mit dem Ziel der Rückgewinnung des Zinkinhalts zur Verfügung: Bleche aus Titanzink, verzinkter Stahl, Messing, Zinkdruckguss.
Darüber hinaus gibt es eine Reihe zinkhaltiger Materialien, die z. B. beim Feuerverzinken (Zinkasche und Hartzink), beim Recycling von Stahlschrott (zinkhaltige Stäube) oder bei der Müllverbrennung (zinkhaltige Aschen) anfallen und als Rohstoffe für die Zinkerzeugung genutzt werden.
Darüber hinaus gibt es eine Reihe zinkhaltiger Materialien, die z. B. beim Feuerverzinken (Zinkasche und Hartzink), beim Recycling von Stahlschrott (zinkhaltige Stäube) oder bei der Müllverbrennung (zinkhaltige Aschen) anfallen und als Rohstoffe für die Zinkerzeugung genutzt werden.
Die Gewinnung von Zink ausschließlich aus Zinkschrott und anderen zinkhaltigen Recyclingmaterialien reicht nicht aus, um den heutigen Zinkbedarf zu decken.
Ein wichtiger Einflussfaktor ist dabei die lange Haltbarkeit von Zinkprodukten. Bleche aus Titanzink haben eine Nutzungsdauer, die der des Hauses selbst entspricht – also etwa 50 Jahre und länger. Ähnliches gilt für verzinkte Stahlbauteile. Die Mengen an Zinkblech, die vor 50 Jahren verbaut wurden und heute für ein Recycling zur Verfügung stehen, sind viel geringer als die heute jährlich benötigte Zinkmenge.
Die sogenannte SDHL-Technologie, durch die beim Recycling zinkhaltiger Stäube, die bei der Stahlerzeugung entstehen, etwa 40 % des anfallenden CO2 eingespart werden können, wurde bereits 2003 mit dem Umweltpreis des Landes Sachsen ausgezeichnet.
Aktuelle Forschungen befassen sich zum Beispiel mit dem Recycling des Zink-Oversprays beim thermischen Spritzen.
Aktuelle Forschungen befassen sich zum Beispiel mit dem Recycling des Zink-Oversprays beim thermischen Spritzen.
Wegen seines hohen Werts und des hohen Kupfergehalts (im Allgemeinen > 60 %) werden Messingschrotte sowohl als Alt- als auch als Neuschrott nahezu ausschließlich in der Messing- und Kupferindustrie recycelt. Andere Wege sind meist unwirtschaftlich. Das bedeutet, dass Zink, das für die Messingproduktion eingesetzt wird, den Zinkkreislauf verlässt und vollständig innerhalb des Kupferkreislaufs recycelt wird.
Messingneuschrott beinhaltet Fehlerteile, Späne oder Stanzabfälle, die bei der Bearbeitung anfallen, sowie Blechabschnitte oder Rohr- und Drahtreste. Messingaltschrott besteht aus Messingprodukten oder -teilen, die das Ende ihrer Nutzungsphase erreicht haben.
Messingneuschrott beinhaltet Fehlerteile, Späne oder Stanzabfälle, die bei der Bearbeitung anfallen, sowie Blechabschnitte oder Rohr- und Drahtreste. Messingaltschrott besteht aus Messingprodukten oder -teilen, die das Ende ihrer Nutzungsphase erreicht haben.
Einige Schrotte entstehen unmittelbar in der Produktion oder bei der Verarbeitung zinkhaltiger Produkte (zum Beispiel als Verschnitt). Dieser sortenreine Schrott wird als Neuschrott bezeichnet. Im Regelfall wird Neuschrott unmittelbar im Produktionsbetrieb wieder eingesetzt.
Zink, das erst nach Ablauf der Nutzungsphase, d. h. teils erst nach vielen Jahrzehnten, recycelt wird, bezeichnet man als Altschrott.
Zink, das erst nach Ablauf der Nutzungsphase, d. h. teils erst nach vielen Jahrzehnten, recycelt wird, bezeichnet man als Altschrott.
Die International Zinc Association (IZA) geht im Durchschnitt aller Zinkanwendungen von folgenden Recyclingraten aus:
- 45% Globale Recycling Rate, end-of-live (EOL)
- 95% Recycling Rate Titanzink, end-of-live (EOL)
- 95% Recycling Rate Stahlwerksäube (EAF) z. B. aus dem Recycling von verzinktem Stahl
Nach EN 12844 ist in den Zinkdruckgusslegierungen ZnAl4 (ZP 400), ZnAl4Cu1 (ZP 410) und ZnAl4Cu3 (ZP 430) ein Bleigehalt von bis zu 0,005 Gew.% erlaubt. Nach RoHS-Richtlinie 2002/95/EG ist der Einsatz dieser Legierungen demnach eindeutig zulässig.
Die Begriffe „bleifrei“ sowie „kadmiumfrei“ der RoHS entsprechen maximal zulässigen Grenzwerten von 0,1 % bzw. 0,01 %. Da diese beiden Werte in den oberen Bereichen, die durch die Normen EN 1774 (Zinklegierungen) und EN 12844 (Zinkdruckgussteile) definiert werden, liegen, ist der Einsatz der Zinkdruckgusslegierungen problemlos möglich.
Die Begriffe „bleifrei“ sowie „kadmiumfrei“ der RoHS entsprechen maximal zulässigen Grenzwerten von 0,1 % bzw. 0,01 %. Da diese beiden Werte in den oberen Bereichen, die durch die Normen EN 1774 (Zinklegierungen) und EN 12844 (Zinkdruckgussteile) definiert werden, liegen, ist der Einsatz der Zinkdruckgusslegierungen problemlos möglich.
Zinkasche, die durch Oxidation der Zinkoberfläche in Schmelzöfen und -bädern entsteht, und Hartzink, eine Mischung aus Zink und Eisen, die sich auf dem Zinkbadboden in Verzinkereien ansammelt, werden vollständig recycelt.
Zinkasche wird entweder in der Feuerverzinkerei recycelt oder wie das Hartzink an Recycler verkauft. Zinkasche und Hartzink werden verwendet, um Zinkstaub und Präparate für Gummizusätze, Kosmetika und elektronische Komponenten herzustellen. Zinkasche kann nach entsprechender Aufbereitung wieder für das Feuerverzinken eingesetzt werden.
Zinkasche wird entweder in der Feuerverzinkerei recycelt oder wie das Hartzink an Recycler verkauft. Zinkasche und Hartzink werden verwendet, um Zinkstaub und Präparate für Gummizusätze, Kosmetika und elektronische Komponenten herzustellen. Zinkasche kann nach entsprechender Aufbereitung wieder für das Feuerverzinken eingesetzt werden.
Handelt es sich um größere Mengen wird Zinkschrott direkt von einem Recyclingunternehmen gekauft. Kleinere Mengen werden durch den Altmetallhandel übernommen, der die Schrotte aufkauft, sortiert und klassifiziert, um eine wirtschaftliche Menge aus zahlreichen, kleinen Anfallstellen zusammenzustellen. Diese gesammelten Mengen werden dann an geeignete Recyclingunternehmen verkauft – an Sekundärzinkproduzenten, Chemie-Unternehmen, Halbzeughersteller oder Primärhütten.
Stahl und Zink gehen während der Nutzungsdauer eines Produkts eine dauerhafte Verbindung ein. Aufgrund der guten Luftqualität, die in Deutschland heute besteht, kann man davon ausgehen, dass ein großer Teil des Zinks auch nach Beendigung der Nutzungsphase des Stahlbauteils noch an der Stahloberfläche haftet. Sowohl Stahl als auch Zink können gut aus dem Stahlschrott recycelt werden.
Es gibt im Wesentlichen zwei Technologien für die Massenproduktion von Stahl, in denen verzinkter Stahlschrott eingesetzt wird. Zum einen ist das die Lichtbogenofen-Technik (Electric Arc Furnace, EAF), bei der hauptsächlich Stahlschrott als Rohstoff eingesetzt wird, zum anderen die Blasstahl-Konverter-Technik (Basic Oxygen Furnace, BOF/BF), bei der Eisenerz, flüssiges Eisen und Stahlschrott eingesetzt wird. Bei den hohen Temperaturen beider Prozesse wird das Zink verflüchtigt, mit dem Prozessgas aus dem Ofen ausgetragen und im Filterstaub gesammelt. Die Stäube variieren hinsichtlich ihres Zinkgehalts – sie werden in einem weiteren Verfahrensschritt aufkonzentriert und in den Verfahren zur primären Zinkgewinnung als Rohstoff für die Zinkgewinnung eingesetzt.
Es gibt im Wesentlichen zwei Technologien für die Massenproduktion von Stahl, in denen verzinkter Stahlschrott eingesetzt wird. Zum einen ist das die Lichtbogenofen-Technik (Electric Arc Furnace, EAF), bei der hauptsächlich Stahlschrott als Rohstoff eingesetzt wird, zum anderen die Blasstahl-Konverter-Technik (Basic Oxygen Furnace, BOF/BF), bei der Eisenerz, flüssiges Eisen und Stahlschrott eingesetzt wird. Bei den hohen Temperaturen beider Prozesse wird das Zink verflüchtigt, mit dem Prozessgas aus dem Ofen ausgetragen und im Filterstaub gesammelt. Die Stäube variieren hinsichtlich ihres Zinkgehalts – sie werden in einem weiteren Verfahrensschritt aufkonzentriert und in den Verfahren zur primären Zinkgewinnung als Rohstoff für die Zinkgewinnung eingesetzt.
Zinkhaltige Stäube, wie sie beim Recycling verzinkten Stahls entstehen, können nicht für die Zinkgewinnung eingesetzt werden, denn mit einem Zinkgehalt von ca. 15 % bis 30 % (EAF) ist ihr Zinkgehalt zu niedrig für einen wirtschaftlichen Betrieb. Die Stäube werden deshalb überwiegend im sogenannten Wälzverfahren zunächst auf Zinkgehalte von über 55 % angereichert und dann erst als Rohstoff an die Betriebe der Primärzinkgewinnung weitergeleitet.
Mit der im Jahr 2000 in Deutschland entwickelten SDHL-Technologie für das klassische Wälzverfahren vermindert sich der Energieeinsatz deutlich. Die Einsparung der CO2-Emissionen liegt bei 44 %. Die SDHL-Technologie erhielt 2003 den Innovationspreis des Freistaats Sachsen.
Mit der im Jahr 2000 in Deutschland entwickelten SDHL-Technologie für das klassische Wälzverfahren vermindert sich der Energieeinsatz deutlich. Die Einsparung der CO2-Emissionen liegt bei 44 %. Die SDHL-Technologie erhielt 2003 den Innovationspreis des Freistaats Sachsen.
Der Einsatz von Zink ist vielfältig, genauso vielfältig sind die Recyclingverfahren. Haupteinsatzbereiche sind das Verzinken von Stahl, die Herstellung von Messing und Titanzinkblech für Dach, Fassade und Dachentwässerung und der Zinkdruckguss zum Beispiel für die Automobilindustrie, den Bausektor oder die Möbelindustrie. Je nach Einsatzbereich gibt es unterschiedliche Wege die Materialien zu sammeln und Verfahren für das Recycling.
Titanzinkschrott ist weitgehend Altschrott, d. h. Zinkbleche von Dächern, Fassaden, Dachrinnen und Regenfallrohren, die ersetzt werden. Dazu gibt es kleinere Mengen Neuschrott in Form von Blechabschnitten bei der Verarbeitung auf der Baustelle anfallen. Ob Alt- oder Neuschrott: Schrott von Zinkblechen hat einen hohen Wert und das meiste davon wird zu sogenanntem Sekundärzink eingeschmolzen (in der Fachsprache: umgeschmolzen). Titanzinkschrott ist außerdem ein idealer Rohstoff für die Erzeugung von Zinkstaub und Zinkoxid.
Der Energiebedarf für das Recycling von Zinkschrotten liegt bei nur 5 % des Bedarfs, der für die Zinkgewinnung aus Erzen aufgewendet werden muss.
Der Energiebedarf für das Recycling von Zinkschrotten liegt bei nur 5 % des Bedarfs, der für die Zinkgewinnung aus Erzen aufgewendet werden muss.
Neuschrott aus der Zinkdruckgussproduktion besteht aus Ausschussteilen und Prozessschrotten wie zum Beispiel Angüssen.
Diese Materialien werden direkt recycelt – entweder in der Gießerei oder im Rahmen einer Umarbeitungsvereinbarung beim Legierungshersteller. Altschrott fällt an, wenn die Produkte, die Zinkdruckgussteile enthalten, recycelt werden. Ein Teil der Zinkdruckguss-Altschrotte wird direkt zu Sekundärzinklegierungen umgeschmolzen. Die meisten zu verschrotteten Fahrzeugen und Hausgeräte werden geschreddert. Der Nichteisenanteil des Schreddermaterials ist die Hauptquelle von Zinkdruckgussschrotten. Es gibt Technologien, um Zink von anderen Metallen zu separieren. Dabei wird zum Beispiel die unterschiedliche Dichte von Metallen oder ihre magnetischen Eigenschaften genutzt. Die enthaltene Zinklegierungsfraktion ist die wichtigste Quelle für Sekundärzink, Sekundärzinklegierungen und Zinkchemikalien.
Diese Materialien werden direkt recycelt – entweder in der Gießerei oder im Rahmen einer Umarbeitungsvereinbarung beim Legierungshersteller. Altschrott fällt an, wenn die Produkte, die Zinkdruckgussteile enthalten, recycelt werden. Ein Teil der Zinkdruckguss-Altschrotte wird direkt zu Sekundärzinklegierungen umgeschmolzen. Die meisten zu verschrotteten Fahrzeugen und Hausgeräte werden geschreddert. Der Nichteisenanteil des Schreddermaterials ist die Hauptquelle von Zinkdruckgussschrotten. Es gibt Technologien, um Zink von anderen Metallen zu separieren. Dabei wird zum Beispiel die unterschiedliche Dichte von Metallen oder ihre magnetischen Eigenschaften genutzt. Die enthaltene Zinklegierungsfraktion ist die wichtigste Quelle für Sekundärzink, Sekundärzinklegierungen und Zinkchemikalien.
Das in Zink-Kohle-Batterien eingesetzte Zink wird aus Altbatterien wiedergewonnen. Eine Möglichkeit hierfür ist beispielsweise der Einsatz in einem Hochofen zur Gusseisengewinnung, in dem das Zink über den Flugstaub ins Filtersystem gelangt und anschließend als Rohstoff für die Primärzinkgewinnung eingesetzt wird.
