Galvanisierte Bauteile zählen zu den Endgegnern beim Thema Recycling. Da die Rückgewinnung der enthaltenen Wertstoffe technisch sehr komplex ist, konzentrieren sich bisherige Verfahren meist nur auf eine der Materialfraktionen; in der Regel die Metalle. Eine zu geringe Materialreinheit erlaubt zudem nur das Downcycling der Komponenten. Beides führt dazu, dass sich die Kosten für den aufwändigen Recyclingprozess im Verhältnis zum Wert der gewonnenen Wertstoffe wirtschaftlich kaum lohnen. Die ImpulsTec GmbH hat es sich zur Aufgabe gemacht, die in Deutschland bisher kaum verbreitete Technologie der Schockwellen- bzw. elektrohydraulischen Zerkleinerung (EHZ) für die stoffliche Trennung komplexer Materialverbunde in industriellen Prozessen umzusetzen. So wurde Anfang des Jahres beim Sanitärtechnikhersteller Hansgrohe eine eigens konzipierte Anlage zur Entschichtung verchromter Kunststoffbauteile durch Schockwellenbehandlung in Verbindung mit einer Vorzerkleinerung und magnetischen Separation in Betrieb genommen. Darin lässt sich der Produktionsausschuss an Bad- und Küchenarmarturen mit einer Materialreinheit von > 99,8 m% trennen, welche die Wiederverwertung beider Stofffraktionen in hochwertigen Bauteilen ermöglicht.
Ausgangslage
Da die Hansgrohe Group sehr hohe Qualitätsansprüche an ihre Dusch-, Bad- und Küchenarmaturen stellt, lässt sich ein gewisser Produktionsausschuss nicht vermeiden. „Vor allem die verchromten ABS-Kunststoffteile waren uns bisher ein Dorn im Auge“, berichtet David Zapf, Spezialist Oberflächentechnologie bei der Hansgrohe Group, und spielt dabei etwa auf Gehäuse von Handbrausen, Wandrosetten sowie Knöpfe und Tasten an den Armaturen an. Um den Produkten im Einsatz ihre Robustheit und Langlebigkeit zu verleihen, schafft der Hersteller einen besonders stabilen Verbund zwischen Kunststoff und Metall. Dies ist einerseits ein Qualitätsmerkmal, stellt andererseits jedoch die Wiederaufbereitung vor große Herausforderungen, wie Zapf erzählt.
Im Rahmen seiner Masterarbeit wurde Zapf schließlich 2019 auf die Schockwellentechnologie von ImpulsTec aufmerksam, die eine Rückgewinnung beider Stofffraktionen mit hohem Reinheitsgrad versprach. Von 2021 bis Anfang 2023 entwickelten die zwei Unternehmen daraufhin gemeinsam ein Verfahren zur Entschichtung der galvanisierten Kunststoffbauteile. Zu diesem Zweck kombinierten sie die Schockwellenbehandlung mit einer Vorzerkleinerung sowie einer anschließenden magnetischen Separation. Seit Anfang 2024 ist die Anlage nun bei Hansgrohe am Produktionsstandort in Offenburg/Elgersweier in Betrieb.
Pilotanlage in drei Containern zur Außenaufstellung
Realisierung vor Ort
„Aufgrund der örtlichen Begebenheiten bei Hansgrohe musste die neue Anlage zur Aufstellung im Außenbereich geeignet sein. Da die zu recycelnden galvanisierten Bauteile unterschiedlich groß und komplex ausfallen, befindet sich im ersten Container die Vorzerkleinerung inklusive Siebturm. Das daraus gewonnene homogene Granulat wird im zweiten Abschnitt der eigentlichen Schockwellenbehandlung unterzogen. Hierzu wird das vorbehandelte Rohmaterial in ein Wasserbad gegeben. Indem innerhalb des Mediums zwischen zwei Elektroden kurzzeitig ein Lichtbogen gezündet wird, entstehen mechanische Schockwellen, welche die einzelnen Materialfraktionen nach und nach voneinander trennen. Das verbrauchte Wasser wird anschließend gefiltert und in einem geschlossenen Kreislauf wieder in den Schockwellenprozess zurückgeführt.
Das behandelte Material gelangt hingegen in den dritten Container und wird dort getrocknet. Anschließend werden die einzelnen Stofffraktionen mittels Magnetabscheidung voneinander getrennt. Mit 70 bis 80 Prozent handelt es sich beim größeren Teil davon um Kunststoff. Damit daraus hochwertige neue Produkte hergestellt werden können, muss dieser eine stabile Reinheit von > 99,8 m% aufweisen. Die restliche Materialfraktion setzt sich aus den Metallen Kupfer, Nickel und Chrom aus der Galvanikbeschichtung zusammen und wird an metallverarbeitende Unternehmen abgegeben.
Auslastung
Wiederverwertung von 98 Prozent der Rohstoffe
Bei Hansgrohe läuft die neue Anlage an etwa 250 Arbeitstagen im Jahr jeweils acht Stunden lang. Daraus ergibt sich ein jährlicher Durchsatz von 100.000 kg verchromtem Kunststoff. „Dank der elektrohydraulischen Zerkleinerung können wir nun 98 Prozent der Rohstoffe aus unserem Produktionsausschuss in diesem Bereich wiederverwerten“, freut sich Zapf. „Damit sind wir unserem Ziel der Kreislaufwirtschaft einen großen Sprung nähergekommen.
Bei Hansgrohe untersucht man daher bereits, inwiefern sich die Schockwellentechnologie zukünftig ebenfalls zum Recycling von Komplettprodukten, also bereits von Kunden genutzten Armaturen, einsetzen lässt.
1 Galvanisierte Bauteile stellen hohe Anforderungen an einen mögliches Recycling.
2 Zur Trennung wird ein Lichtbogen gezündet und erzeugt auf diese Weise Schockwellen.
Bild: Hansgrohe SE / RecTec
