Sortierung von Aluminiumlegierungen

Das deutsche Metallrecyclingunternehmen hat im Rahmen eines vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderten Forschungsprojekts eine AUTOSORT™ PULSE-Einheit in seiner Metallsortieranlage im Südwesten Deutschlands installiert.

Das KANAL-Projekt ist eine ambitionierte Initiative, die darauf abzielt, den Kreislauf von Aluminiumschrott aus der Automobilproduktion zu schließen. TOMRA, die Gerhard Lang Recycling GmbH, die Hochschule Pforzheim und Ingenieure aus Jeanvré haben sich für das mit 3,9 Mio. € geförderte Projekt zusammengeschlossen, um zu zeigen, dass Aluminium-Produktionsabfälle effektiv sortiert und in hochwertiges Sekundäraluminium umgewandelt werden können. Das Konsortium nutzt die dynamische laserinduzierte Plasmaspektroskopie (Dynamic LIPS) von TOMRA. Die Gerhard Lang Recycling GmbH ist sowohl Forschungs- als auch Feldvalidierungspartner in diesem Pionierprojekt.

Sortierung von 5xxx- und 6xxx-Aluminium-Knetlegierungen

Das Zufuhrmaterial der Anlage besteht aus Stanzabfällen – überschüssiges Metallmaterial, das während des Stanzprozesses entfernt wird – und bei der Produktion von Autoteilen und -verkleidungen anfällt. Obwohl der Stanzprozess sehr effizient ist, fallen dabei zwangsläufig erhebliche Mengen an Schrott an und schätzungsweise 30 bis 50 % des Materials werden entsorgt. Dieser Aluminiumschrott besteht aus einer Mischung aus 5xxx (hochmagnesiumhaltig) und 6xxx (niedrigmagnesiumhaltig) Aluminium-Knetlegierungen, die in verschiedenen Komponenten der Automobilproduktion zum Einsatz kommen.

Bei der Ankunft in der Metallsortieranlage der Gerhard Lang Recycling GmbH in Gaggenau wird das Material zerkleinert und anschließend in einem mehrstufigen magnetischen Trennverfahren von den eisenhaltigen Metallen befreit. Im nächsten Schritt wird das Nichteisenmaterial dann zur erweiterten Sortierung in den AUTOSORT™ PULSE eingespeist.

Vor der Installation der AUTOSORT™ PULSE-Einheit verkaufte das Team der Gerhard Lang Recycling GmbH das gemischte Material direkt nach dem Zerkleinerungsprozess an Aluminiumhersteller, da es auf dem Markt keine effiziente Lösung zur Trennung der Aluminiumlegierungen mit hohem und niedrigem Magnesiumgehalt gab. Mit der nun installierten AUTOSORT™ PULSE und dank der Dynamic LIPS Technologie von TOMRA werden diese Legierungen in verschiedene Produkte sortiert und die Gerhard Lang Recycling GmbH kann Aluminiumschrott der 5xxx- und 6xxx-Serie mit außergewöhnlich hoher Reinheit produzieren.

Hochmoderne dynamische Lasererkennung

Da die Legierungen in Aussehen und Dichte identisch sind, sind herkömmliche Sortierverfahren unwirksam. Das Trennverfahren des AUTOSORT™ PULSE basiert jedoch auf der präzisen Analyse der elementaren Zusammensetzung jedes Materials und auf einer hochmodernen dynamischen Lasererkennung, wodurch es in der Lage ist, zwischen verschiedenen Legierungen zu unterscheiden.

Darüber hinaus ermöglicht die „Object Singulation“-Funktion dem AUTOSORT™ PULSE, selbst überlappende und benachbarte Materialien genau zu identifizieren und zu trennen, wodurch die Ausbeute und Effizienz des Sortierprozesses maximiert werden. Mit der 3D-Objektscanner-Funktion erkennt die Maschine die Form, Höhe und Position des Objekts und identifiziert den idealen Aufnahmepunkt für den Dynamic LIPS-Laser. Dieser Laser bietet zwei Fokusmodi: Mehrpunkt, bei dem der Laser in einer Linie über die Probe fährt, und Einzelpunkt, bei dem der Laser an einer bestimmten Stelle bohrt und so ideale Erkennungsbedingungen schafft. Letzterer, von TOMRA entwickelt, hat in Tests eine überlegene Leistung gezeigt.

Ein weiterer entscheidender Vorteil von AUTOSORT™ PULSE ist die Fähigkeit, Verunreinigungen zu minimieren und somit den Wert und die Marktfähigkeit der recycelten Materialien zu steigern. Die Präzisionssortierung des Systems reduziert das Risiko einer Kreuzkontamination, schützt die Integrität der recycelten Materialien und stellt sicher, dass sie für die vorgesehenen Anwendungen geeignet sind.

Reinheitsgrade erhöhen

Die Gerhard Lang Recycling GmbH hat sich vor der Investition in das neue Aluminium-Sortierverfahren der Anlage mit den Metallexperten von TOMRA beraten. Die Entwicklung des Projekts erstreckte sich über mehrere Jahre, wobei die ersten Gespräche um 2018 begannen.

Maximilian Lang, Geschäftsführer der Gerhard Lang Recycling GmbH, kommentiert: „Durch die Integration von AUTOSORT™ PULSE können wir einen Durchsatz von etwa 4 bis 7 t/h verarbeiten und außergewöhnlich hohe Reinheitsgrade von über 95 % und potenziell bis zu 97 % erreichen. Daher ist unser Material ohne Qualitätsminderung für die Produktion von Aluminium geeignet. Wir können die wiedergewonnenen Materialien nun an führende Aluminiumhersteller und -recycler verkaufen, die sie direkt in die Produktion neuer Aluminiumlegierungen einbinden. Darüber hinaus erwägen wir, das Potenzial von Anwendungsmöglichkeiten für andere Aluminiumlegierungen zu erforschen.“

Frank van de Winkel, Marktstrategie-Manager für Metall bei TOMRA Recycling, fügt hinzu: „Dies ist ein sehr spannendes Projekt für TOMRA, und wir freuen uns, dass die Gerhard Lang Recycling GmbH von den Vorteilen unseres AUTOSORT™ PULSE profitiert. Angesichts des im Green Deal dargelegten Engagements der Europäischen Union für Klimaneu­tralität bis 2050 und des spezifischen Ziels einer Reduzierung der Treibhausgasemissionen um 55 % bis 2030 im Rahmen der Initiative ‚Fit for 55‘ war es noch nie so wichtig wie heute, nach Möglichkeiten zu suchen, die Aluminiumlieferkette nachhaltiger zu gestalten. Unser AUTOSORT™ PULSE-System ermöglicht es Aluminiumherstellern, die Verwendung von recyceltem Aluminium in ihren Produktionsprozessen zu verbessern. Diese innovative Lösung ermöglicht den Zugang zu bisher ungenutzten Schrottquellen und die Rückgewinnung von hochwertigem, ‚legierungsgetreuem‘ recyceltem Aluminium. Indem wir Downcycling verhindern und den Materialwert erhalten, schließen wir eine weitere Lücke auf dem Weg zu einer vollständigen Materialzirkularität. Die erfolgreiche Implementierung unserer Technologie im Werk der Gerhard Lang Recycling GmbH zeigt, dass ein geschlossener Recycling-Kreislauf für Produktionsabfälle möglich ist, und ebnet den Weg für eine weniger kohlenstoffintensive Aluminium-Lieferkette.“