AiF-FV-Nummer 9563 N

Aufbereitung von wäßrigen Reststoffen mit integrierter Spanentölung

Status & Laufzeit

Abgeschlossen: 01.07.1993 bis 30.09.1995

Forschungsstellen

  • Institut für Umwelt & Energie, Technik & Analytik e. V.
    Bliersheimer Str. 58 - 60, 47229 Duisburg
    http://www.iuta.de

Zusammenfassung

In der metallverarbeitenden Industrie fallen öl- und fetthaltige wässrige Reststoffe in Form von Kühlschmierstoffen (KSS), Entfettungsabwässern etc. an. Des weiteren werden in Fertigungsbetrieben öl- und schmutzbehaftete Metallspäne gesammelt, die an Verwertungsbetriebe abgegeben werden. Vor dem Recycling der Späne, z. B. in Schmelzen, ist es notwendig, die Anhaftungen zu entfernen. Im Rahmen dieses Projektes sind hierzu die Grundlagen für ein Kombinationsverfahren erarbeitet worden, mit dem die wässrigen Reststoffe aufbereitet werden und zugleich eine Spänereinigung bei einer energetisch günstigen Prozessführung stattfindet. Dazu wurde eine semikontinuierlich arbeitende Anlage mit einem Wasserdurchsatz von etwa 500 kg pro Tag in Betrieb genommen. Zur Wasseraufbereitung dient eine Vakuumdestillationsanlage nach dem Prinzip der Brüdenverdichtung. Das Destillat bzw. der Dampf wird zur Spänereinigung eingesetzt. Anhand von Untersuchungen im Labormaßstab konnten Erkenntnisse zur Auslegung der Spänereinigungsbehälter der Technikumsversuche ermittelt werden. Zudem wurde parallel dazu eine neue analytische Methode mittels Gaschromatographie mit Flammenionisationsdetektor (GC/FID) zur Bestimmung des Ölgehaltes der Späne und der Ölzusammensetzung entwickelt. Bei zweistufiger Reinigung emulsionsbehafteter Späne hat sich gezeigt, dass bei einem Wassereinsatz von 1,5 - 2 kg pro kg Späne mit einer Temperatur von 60 °C Reinigungswirkungsgrade von über 90 % erzielt werden. Restölgehalte im Bereich von 0,1 bis 0,5 Gew.-% sind möglich. Eine vergleichbare Reinigung wird durch den Zusatz von waschaktiven Substanzen bei halbiertem Waschwassereinsatz erzielt. In Abhängigkeit vom Anwendungsfall ergibt sich aus der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung die optimale Betriebsweise der Spanentölung (mit oder ohne Tensidzugabe). Der Einsatz von Wasserdampf als Waschmedium zeigt nicht in dem Maße eine Verbesserung des Reinigungswirkungsgrades wie der Aufwand zur Bereitstellung von Wasserdampf gegenüber heißem Wasser ansteigt. Die durchgeführte zweistufige Spänereinigung kann durch die technische Realisie-rung mehrerer Stufen übereinander, wie sie mit einer senkrecht fördernden Schnecke möglich ist, optimiert werden. Eine deutliche Reduzierung des Waschwasserbedarfs bei gleichem Reinigungswirkungsgrad bzw. eine weitere Senkung des Restölgehaltes der Späne sind möglich. Die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens wurde beispielhaft anhand eines Schrotthan-delsbetriebes mit ausschließlicher Spänereinigung und einem metallverarbeitendem Betrieb mit einer kombinierten Betriebsweise von Spanentölung und Aufbereitung von Kühlschmierstoff-Altemulsion aufgezeigt. Ein Mehraufwand von ca. 14 DM pro Tonne Späne konnte für den Schrotthandelsbetrieb ermittelt werden, der jedoch durch eine Erlössteigerung der abzugebenden gereinigten Späne aufgefangen wird. Der angenommene metallverarbeitende Betrieb kann mit einem Erlös von mehr als 19 DM pro Tonne Späne rechnen. Das Kombinationsverfahren hat ein breites Einsatzspektrum in der metallbe- und –verarbeitenden Industrie sowie im Schrotthandel. In Frage kommt der Einsatz in großen Betrieben, z. B. in Motorenwerken, und vor allem in mittelständischen Betrieben, die neben dem Anfall von Spänen auch wässrige Reststoffe aufzubereiten haben. Das Verfahren ist auch für die Entölung von Buntmetallspänen einsetzbar. Die Umweltrelevanz der Öl- und Emulsionsanhaftungen der Späne wird mit dieser Anlage am Ort des Entstehens entschärft. Unabhängig davon lohnt sich der Einsatz des Verfahrens durch die Wertstoffrückgewinnung. Die mit diesem Verfahren entöl-ten Späne können problemlos und ohne großen Sicherheitsaufwand vom Händler eingesammelt und zum Verwertungsbetrieb transportiert werden.

Förderhinweis

Das Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung Umwelttechnik wird / wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Dokumente