17/10/2011 - Ziegel mit Abfällen für industrielle Nachhaltigkeit

Menéame

Forscher an der Polytechnischen Universität Madrid in Zusammenarbeit mit der Universität Kantabrien untersuchen die Aufnahme von Abfällen aus der Metallindustrie in Keramikziegel.

Die industrielle Ökologie ist eine Managementstrategie, die eine Optimierung des Rohstoff- und Energieverbrauchs vorschlägt, um die Nachhaltigkeit der industriellen Tätigkeiten zu verbessern. Bei dieser Untersuchung wurden die Grundsätze dieser Disziplin herangezogen, um die technische Durchführbarkeit und den Nutzen der Einbeziehung von Nebenprodukten aus der Stahlindustrie in Keramikziegel zu bewerten.

In dieser Arbeit, die von Forschern der Abteilung für Energie- und Fluidomechanik der Polytechnische Universität Madrid und Abteilung für Chemie und anorganische Chemie der Universität Kantabrien, wurde der Rückstand Waelz slag untersucht, eine teilweise verglaste Schlacke, die bei industriellen Recyclingverfahren für Stahlpulver (Waelz-Prozess) erzeugt wird. Die Schlacke besteht hauptsächlich aus Eisenoxid (etwa 50%), enthält aber auch geringe Mengen an Schwermetallen wie Zink, Blei und Chrom. Derzeit gibt es keine kommerzielle Anwendung für diesen Abraum, so dass er durch kontrollierte Deponien entsorgt wird.

In der Studie1 wurden mehrere Keramikziegelreihen hergestellt, in denen ein Teil des Tones durch Waelz-Schlacke ersetzt wurde (bis zu 30%). Eine dieser Serien wurde auf Laborebene hergestellt, während zwei weitere auf industrieller Ebene hergestellt wurden. Eine umfassende Analyse der physikalischen, mechanischen und chemischen Eigenschaften der daraus hergestellten keramischen Erzeugnisse wurde durchgeführt, um ihre Verwendung in kommerziellen Anwendungen zu bewerten. Außerdem wurden die Umweltauswirkungen des Einbringens der Schlacke in verschiedene Phasen ihres Lebenszyklus (während ihrer Lebensdauer, als Abfall und während des Herstellungsprozesses) untersucht.

Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass die mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften dieser keramischen Materialien durch das Einbringen von Schlacken im Verhältnis bis zu 20-30% nicht wesentlich beeinträchtigt werden. Umweltlich gesehen ist eine Zunahme der Ausgänge  von potenziell giftigen Arten (Chrom, Molybdän, Blei und Barium) in Ziegelsteinen, die einen hohen Anteil an Schlacke enthalten. Die beobachteten Konzentrationen liegen jedoch aufgrund der Einkapselung dieser Elemente während des Kochvorgangs weit unter den von internationalen Organisationen festgelegten Höchstwerten.

Es wurde auch beschrieben, dass Ziegel mit einem Schlackengehalt von 30% am Ende ihrer Lebensdauer als nicht-gefährliche Abfälle eingestuft werden sollten, ebenso wie konventionelle Ziegel, die nur aus natürlichem Ton hergestellt werden. Der Einbau von Waelz-Schlacke reduziert die CO2- und NOx-Emissionen während der Herstellung der Ziegel. Dies ist vor allem auf die höhere Konzentration von organischen und Stickstoffverbindungen im natürlichen Ton und die geringere Energiezufuhr zurückzuführen, die aufgrund der Inertität der Schlacke erforderlich ist. Dennoch wurde auch ein Anstieg der Emissionen anderer Schadstoffe wie SO2, HCl und HF geschätzt.

Die erzielten Ergebnisse sind ein weiterer Schritt in der industriellen Ökologie, wonach die bei einem Produktionsprozess anfallenden Abfälle durch andere industrielle Tätigkeiten gleichgestellt werden sollten, um ihre Umweltauswirkungen zu minimieren und die Kosten zu senken.

1Quijorna, N; San Miguel, G; Andres, A. Einbau von Waelz Slag in kommerzielle Keramiksteine: Ein praktisches Beispiel für industrielle Ökologie. INDUSTRIE- UND ENGINEERING CHEMISTRY RESEARCH 50 (9): 5806-5814. 2011.

Links von Interesse:

International Society for industrial environmental y: http://www.is4ie.org/

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