Wie die Laser-Analyse dem Recycling hilft

Die Projektpartner Clean Lasersystems GmbH und cleansort GmbH haben ein Verfahren zum Recycling von Metallen mit dem Ziel entwickelt, den Anteil und die Qualität von recycelten Hochleistungsmaterialien zu verbessern. Dadurch ist es möglich, Metallschrotte mittels Lasertechnik zu trennen und zu recyceln. Das Vorhaben wurde durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) gefördert.

Metallische Hochleistungswerkstoffe setzen sich aus verschiedenen Legierungsbestandteilen zusammen. Diese sind je nach Anforderungsprofil des Materials exakt aufeinander abgestimmt. Bei der Verwendung von recycelten Materialien zur Herstellung neuer Materialien ist es jedoch notwendig, die genaue Zusammensetzung des verwendeten recycelten Metalls zu kennen. Herkömmliche Methoden waren bisher nicht in der Lage, die verschiedenen Beschichtungen, Verunreinigungen und Trennungen von Farben und Metallen genau zu bestimmen.

Der entwickelte Recyclingprozess besteht aus zwei Stufen, die zwei Lasertechnologien kombinieren. Entfernt werden zunächst Schmutzschichten von der Schrottoberfläche. Dies geschieht mittels laserbasierter Echtzeitanalyse. Eine laserinduzierte Plasmaspektroskopie (LIBS) bestimmt dann den optischen Fingerabdruck des Metalls. In einem Scanfeld von 200 x 200 mm^2 können Teile mit einer Rate von ca. 30 Messungen pro Sekunde inspiziert werden.

Sobald die Legierungszusammensetzung bestimmt ist, erfolgt eine Klassifizierung nach Typ gemäß den tatsächlichen Legierungsanforderungen der Zielschmelze. Bisherige Messungen haben gezeigt, dass bei einem Durchsatz von 6 Tonnen pro Stunde eine 97%ige Sortierung des Aluminiumschrotts erreicht werden kann. Erste Tests mit 10 Tonnen pro Stunde machen dieses Verfahren auch für das industrielle Umfeld attraktiv.

Das Recycling hochwertiger metallischer Werkstoffe leistet einen wichtigen Beitrag zur Ressourceneffizienz. Nach Angaben der Projektpartner kann recyceltes Aluminium nahezu verlustfrei mit 5 % des Energieaufwands (800 kWh/t) – im Vergleich zur Herstellung von Primäraluminium (15.700 kWh/t) – in den Kreislauf zurückgeführt werden.