Projekt

Die Zielsetzung war, den Anteil der Deponiemenge bei Gießereialtsanden von 25 Prozent auf 8 Prozent zu reduzieren. Zur Erreichung des Zieles war es notwendig, den Chromitsand vom Quarzsand zu trennen. Die Reinheit beider Sandarten muss über 99 Prozent liegen. Außerdem ist ein Teil des vom Chromitsand gereinigten Sandes thermisch zu behandeln, um neusandähnliches Regenerat mit einem Glühverlust < 0,1 Prozent zu erhalten. Die vorgegebene Zielsetzung wurde mit dem Pilotvorhaben erreicht

Thermische Altsandregenerierung erfolgreich erprobt

Beitrag zur Minderung des Abfallaufkommens in Eisen- und Stahlgießereien

In Eisen- und Stahlgießereien werden zur Herstellung von Gießformen und -kernen Sande mit Bindemitteln eingesetzt. Der gebräuchlichste Sand hierbei ist Quarzsand, der in Deutschland selbst in der notwendigen chemischen Reinheit und Korngröße als Rohstoff vorhanden ist. Daneben werden wegen ihrer spezifischen gießereitechnischen Vorteile Chromitsande eingesetzt. Chromitsande zeichnen sich durch eine höhere Schmelztemperatur, bessere Wärmeleitfähigkeit und geringere thermische Ausdehnung aus, müssen jedoch importiert werden und sind sehr teuer. Chromitsand ist ein Mischkristall aus Chrom- und Eisenoxiden. Beim Zerfall der Gussform nach dem Gieß- und Erstarrungsprozess fallen Quarz- und Chromitsande als Gemisch an. Dieser Mischsand war als Kern- und Anlagesand für Qualitätsguss bisher nicht wiederverwendbar und wurde daher im Regelfall deponiert.

Pilotprojekt zur thermischen Altsandregenerierung

Die Kraus Maffei Gießtechnik GmbH konzipierte in Zusammenarbeit mit dem Umweltbundesamt Berlin ein Demonstrationsprojekt zur Regenerierung der Altsande. Ziel des Projekts war die Trennung der Quarz- und der Chromitkomponenten im Mischsand, um die Sande wieder im Gießprozess einsetzen zu können.

Im Rahmen des Vorhabens wurden umfangreiche Versuche durchgeführt, die jeweils eine unterschiedliche physikalische Eigenschaft der beiden Sandkomponenten (Dichte, Magnetisierbarkeit) zu nutzen trachteten. Es zeigte sich, dass nur eine Kombination dieser beiden Eigenschaftsunterschiede zum Erfolg führen konnte.

Nach Abschluss der Versuchsreihen wurde ein permanentmagnetischer Hochintensitätsabscheider mit nachgeschalteter Schwingfluidentstaubungsrinne installiert, wobei die Rinne den hohen Dichteunterschied zwischen Quarz- und Chromitsand zu deren pneumatischer Trennung ausnutzt. Diese Konstruktion mit Abscheider und Rinne erlaubt es, die beiden Sandkomponenten so zu trennen, dass im zurückgewonnenen Chromitsand der Quarzanteil unter ein Prozent gedrückt wird, während der zurückgewonnene Quarzsand nur noch einen Chromitanteil unter 0,5 % aufweist.

Das Bundesumweltministerium unterstützte das Projekt (Gesamtinvestitionsvolumen: rund 3,4 Mio. DM) mit einem Investitionszuschuss in Höhe von rund 1 Mio. DM aus dem Investitionsprogramm zur Verminderung von Umweltbelastungen.

Erkenntnisse und Ergebnisse des Demonstrationsprojekts

Insgesamt ist festzustellen, dass die thermische Altsandregenerierung mit Hochintensitätsabscheider und Schwingfluidentstaubungsrinne geeignet ist, Mischsande so zu trennen und aufzubereiten, dass sie wieder im Produktionsprozess einer Gießerei eingesetzt werden können.

Angesichts der Importkosten für Chromitsand und der Erzeugungs- bzw. Anschaffungskosten für Quarzsande ist die Regenerierung auch unter ökonomischen Gesichtspunkten sinnvoll und wünschenswert. Unter
ökologischen Gesichtspunkten ist die Wiedergewinnung insbesondere hinsichtlich der verringerten Inanspruchnahme wertvollen Deponieraums interessant.

Das Projekt hat gezeigt, dass es möglich ist, den Chromitsand ohne Unterteilung in Kornfraktionen sauber abzutrennen.

Die Anlage wurde wegen Einstellung des Münchner Gießereibetriebs der Kraus Maffei GmbH demontiert, von der Gröditzer Stahlgießerei GmbH angekauft und in deren Gießereibetrieb in Sachsen wiedererrichtet, wo sie erfolgreich mit einer Kapazität von 4 Tonnen pro Stunde im 24-Stunden-Dauerbetrieb betrieben wurde.

Die in diesem Projekt erprobte, neuartige und richtungweisende Technik der Quarz-Chromitsand-Trennung kann auf andere Stahlgießereien übertragen werden. Sie leistet einen Beitrag zur Schonung von Deponieraum und Ressourcen. Unter Kostenaspekten betrachtet, ist das Verfahren nicht nur zumutbar; bei großen Gießereibetrieben mit hohem Chromerzsandeinsatz ist es in wirtschaftlicher Hinsicht sogar vorteilhaft.

BMU Umwelt 7-8/96, S. 252

Bezugsquelle: Der Abschlussbericht zum Vorhaben kann unter der Nummer 9010 beim Umweltbundesamt, Bibliothek, Postfach 14 06, 06813 Dessau, ausgeliehen werden.