In vielen industriellen Prozessen fallen metallische oder mineralische Abfallprodukte an. Diese Abfälle enthalten noch wertvolle Inhaltsstoffe, aber aufgrund teurer Sammlung und energieintensiver Weiterverarbeitung werden sie oftmals nicht genutzt. Statt der gegenwärtigen Brikettierung mit Hilfe von Wasser und Zement sollen im Projekt FaBrik Fasern aus Altkleidern zur Verstärkung der Briketts verwendet werden. Im Ergebnis können die Abfallstoffe kostengünstiger und nachhaltiger verwertet werden.

 

 

Brikettierung mit Hilfe von Fasern

Ziel des Projektes FaBrik ist die Herstellung von Briketts für metallurgische Prozesse aus Prozessnebenprodukten (PNP) und Fasern aus dem Altkleiderrecycling. Beides sind schwer zu verarbeitende Materialien, sodass ihre erfolgreiche Kombination und die Verknüpfung der jeweiligen Branchen großen Mehrwert bieten.

Aktuell liegen PNP ausschließlich als Reststoffe vor. In den seltenen Fällen in denen sie weiterverarbeitet werden, wird eine Mischung aus PNP, Wasser und Zement zu Briketts verpresst, wobei die Wasser-Zement-Mischung dem Zusammenhalt des Briketts dient. Dieses Vorgehen ist aufgrund hoher Wasser- und Energieverbräuche nicht nachhaltig. Eine nachhaltige Innovation besteht in der Herstellung der Briketts unter Nutzung von Fasern, die ähnlich wie in Faserverbundwerkstoffen eine Verstärkungswirkung im Brikett erzielen. Die verwendeten Fasern stammen aus Altkleiderresten, die nicht mehr anderweitig verwendet werden können. Durch die Brikettierung werden sie somit einer weiteren Wertschöpfung unterzogen.

 

Von Faser und Staub bis zum Ofen

Der innovative Charakter des Projektes liegt in der Kombination von Technologien, die ohne dieses Projekt nicht zueinander finden würden. Die großen Mengen an vorliegenden Reststoffen sind in der Metallurgie bekannt, das Vorhandensein massiver Mengen an Faserreststoffen in der Textilbranche ebenfalls. Beide Industriezweige zusammen zu bringen bietet nicht nur Vorteile für die beteiligten Branchen, sondern hat zusätzlich noch einen positiven Effekt auf die Umwelt.

Der praktischen Arbeit geht eine Untersuchung des Marktes für Textil- und Faserabfälle voraus, gefolgt von einer stofflichen Charakterisierung der PNP. Anhand eines Versuchsplans werden parallel dazu mit zur Verfügung gestellten Altkleidern Versuche zur Auftrennung in Einzelfasern durchgeführt. Beide Prozesse münden in der Optimierung des Mischprozesses (Mischer und Extruder). Nach einer Evaluierung der Brikettierbarkeit folgt eine iterative Verbesserung sowie ein Upscaling in den Pilotmaßstab. Abschließend werden die hergestellten Briketts aus PNP und Verstärkungsfasern in reale metallurgische Prozesse gegeben, um ihre Einsatzfähigkeit zu validieren.

 

Expertise entlang der Prozesskette

Ein erwartetes zentrales Ergebnis des Projektes sind fertige Briketts aus alternativen Materialien, die in metallurgischen Prozessen eingesetzt werden können. Dies erfordert die Anpassung bewährter Prozesse, öffnet aber möglicherweise auch Wege zum Übertrag der Ideen in weitere Industriezweige.

Die RWTH Aachen ist mit zwei Instituten am Projekt FaBrik beteiligt. Das Institut für Textiltechnik ITA beschäftigt sich mit der Herstellung verwertbarer Einzelfasern aus Altkleidern, sowie der Koordination des Gesamtprojektes. Im Institut für Industrieofenbau und Wärmetechnik IOB wird die stoffliche Charakterisierung der Prozessnebenprodukte (PNP) aus metallurgischen Prozessen durchgeführt, sowie die Evaluierung der Brikettierbarkeit und die damit einhergehende iterative Optimierung der Prozesse. Die Kniele GmbH beschäftigt sich im Rahmen des Projektes mit der Weiterentwicklung des Mischprozesses für PNP zusammen mit Fasern. Analog dazu entwickelt die Rehart GmbH ihre Extruderprozesse zur Verarbeitung von PNP und Reißfasern weiter. Die Firma FerroDuo beschäftigt sich in der weiterführenden Prozesskette mit dem Anlagenaufbau und der Prozessentwicklung im Pilotmaßstab zur Brikettierung der gewählten und vorverarbeiteten Materialien. Weitere Firmen sind assoziiert am Projekt beteiligt und unterstützen mit benötigtem Material und dessen Verarbeitung.