Die Prüfung von Abfallmaterial zur Plasmabearbeitung

Eine breite Vielfalt an Abfallmaterialien wurde zur Bearbeitung mit Hilfe von plasmaverarbeitenden Verfahren ausgewählt. Darüber hinaus wurden diese Einspeisungsmaterialien, Nebenprodukte und Endprodukte analysiert, um ihre Übereinstimmung mit den Umweltbestimmungen der EU sicherzustellen.

Giftige medizinische und industrielle Abfallmaterialien beinhalten Schwermetalle, Furane und Dioxine, die ein erhöhtes Potenzial der Auslaugung ins Wasser aufweisen. Zusätzlich dazu werden gefährliche Industriechemikalien, ölverunreinigte Abfälle und Pestizide in der Regel unter kontrollierten Lagerbedingungen entsorgt.

Mit seinem Schwerpunkt auf der nachhaltigen Abfallwirtschaft richtete sich das WASTILE-Projekt auf die Behandlung gemischter Abfallströme, bestehend aus gefährlicher Abfallasche und giftigen Chemikalien. Durch die Nutzung moderner Plasmatechnologien führt der Behandlungsprozess zur Produktion von Baumaterialien wie beispielsweise Kacheln.

Die Forschung untersuchte die Möglichkeiten einer breiten Vielfalt von Abfallmaterialien zur Einspeisung. Diese umfassten Flugasche aus medizinischen Prozessen, die Nadeln und Glasteile enthält, sowie Flugasche und Kohlefilterablagerungen eines Kraftwerks. Die Tests schlossen auch Industrieschlämme (Post-Chromium) und Klärschlamm aus einem kommunalen Klärwerk ein.

Sowohl die Asche als auch der Schlamm wurden in spezifische Fraktionen abgespalten und wiesen ein hohes Anwendungspotenzial für die thermische Plasmaverglasung auf. Die getesteten Einspeisungen zeigten eine variable Zusammensetzung, zeichneten sich jedoch alle durch einen großen Anteil an glasbildenden Oxiden aus, der sie zur Anwendung tauglich machte.

Die weitere Analyse umfasste die Herstellung von plasmabearbeiteten Verglasungsprodukten sowie die Charakterisierung und Prüfung hinsichtlich Feuchtigkeitsgehalt, pH-Wert und Masseverlust. Darüber hinaus wurden die Ergebnisse von Auslaugungstests für Einspeisungsmaterialien und Verglasungsprodukte mit den in der EU-Richtlinie pr EN 12457-3 für gefährliche Abfälle vorgeschriebenen Grenzwerten verglichen.

Die Einspeisungsmaterialien wie Zink und Kadmium überschritten die vorgeschriebenen Konzentrationen, insbesondere medizinische Asche gilt aufgrund der darin enthaltenen Schwermetalle nachweislich als das gefährlichste Material. Andererseits erwiesen sich Verglasungsprodukte aus medizinischer Asche, die nach einer Übergangsperiode als Inertabfälle in Betracht gezogen wurden, als sicher.

Im Allgemeinen konnte den Verglasungsprodukten eine gute chemische Stabilität, eine homegene Struktur und eine hohe mechanische Widerstandsfähigkeit nachgewiesen werden. Die Endprodukte, einschließlich Schaumglas und Kacheln, wurden geprüft und zeigten eine Übereinstimmung mit den Standardanforderungen. Die Ausnahme bildeten rot gefärbte Kacheln, in denen das Kadmium oberhalb des standardisierten Grenzwertes lag.

Es werden weitere Möglichkeiten der Zusammenarbeit mit Partnern gesucht, die an der Nutzung gefährlicher Abfallströme beteiligt sind oder in den Ausbau der Plasmabearbeitung oder der Produktion von Baumaterialien investieren.