Nominierungen

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Nominierungen

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie verleiht den Deutschen Rohstoffeffizienz-Preis 2020 an zwei mittelständische Unternehmen und eine Forschungseinrichtung:

• Gebrüder Dorfner GmbH & Co Kaolin- und Kristallquarzsandwerke KG,
• Rinn Beton- und Naturstein GmbH & Co. KG
• Institute for Advanced Mining Technologies (AMT) und das
  Lehr- und Forschungsgebiet Aufbereitung mineralischer Rohstoffe (AMR) der RWTH Aachen

Hier sehen Sie die Videos aller sechs Nominierten.

Nominiert in der Kategorie „Unternehmen“

GEBRÜDER DORFNER GMBH & CO KAOLIN- UND KRISTALLQUARZSANDWERKE KGH

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Neue Verwertungsphilosophie: Rohstoffeinsparung, Umsatz- und Ergebniswachstum durch Verkauf von vermeintlichem Produktionsabfall.

Die international agierende Gebrüder Dorfner GmbH & Co Kaolin- und Kristallquarzsandwerke KG aus Hirschau in der Oberpfalz hat sich im Laufe ihrer 125-jährigen Geschichte vom reinen Bergbaubetrieb in Familienbesitz zu einem Spezialisten für die Veredelung von Industriemineralien transformiert. Dorfner Produkte, deren Ausgangsmaterialien vor allem aus eigenen Lagerstätten stammen, entstehen mit Hilfe ausgefeilter Partikeltechnologie sowie komplexer Modifizierungsprozesse. Sie werden beispielsweise als hochfunktionelle Füllstoffe in zahlreichen Anwendungsbereichen eingesetzt – unter anderem in Dispersionsfarben und Lacksystemen, Industriefußböden sowie Verbundwerkstoffen.

Ein bedeutendes strategisches Ziel des Unternehmens ist es, die bestmögliche Wertschöpfung der verwendeten Rohstoffe zu erreichen und dabei die Abbaumengen sowie den Wasser- und Energiebedarf konsequent zu reduzieren. Ein wichtiger Baustein bei der Erreichung dieses Ziels ist die neue Dorfner Verwertungsphilosophie. Sie basiert auf der strategischen Suche nach Verwertungsmöglichkeiten für vermeintliche Produktionsabfälle der Dorfner- Kuppelproduktion. Zu Grunde liegt die Erkenntnis, dass Reststoffe, die während der Produktion von Dorfner Füllstoffsystemen anfallen, Primärrohstoffe anderer Industrien sein können.

Die forcierte Identifizierung dieser Branchen und die Vermarktung der eigenen Reststoffe als gewinnbringende Nebenprodukte führt neben dem Umsatz- und Ergebniswachstum durch den margenträchtigen Verkauf zu einer deutlich effizienteren Ressourcennutzung. Wichtige Voraussetzungen für den Erfolg der neuen Verwertungsphilosophie waren die Bereitschaft aller Beteiligten, etablierte Prozesse infrage zu stellen – und die Kreativität, Reststoffe als Rohstoffe sowie als gewinnbringende Produkte zu verstehen.

KIES UND BETON BADEN-BADEN GMBH & CO HOLDING KG

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Aufbereitung von Tunnelausbruchmaterial bei einem Nassschnitt-Verfahren zu einem qualifizierten Bauprodukt.

Jeder Deutsche benötigt für den Bau von Häusern und Straßen auch für die Glasscheiben und Zahnpasta rund 1kg Steine pro Stunde. Doch es wird immer schwieriger, an die Rohstoffe wie Sand und Kies heranzukommen. Die Verfügbarkeit von Abbauflächen ist stark eingeschränkt. Genehmigungsverfahren sind aufwendig. Und die natürlichen Reserven sind endlich. Als direkt neben einem unserer Kieswerke ein ca. 4 km langer Tunnel gebaut werden sollte, haben wir ein Konzept entwickelt, um den hierbei anfallenden Tunnelausbruch aufzubereiten. Weil das Material von einer Baustelle stammte, wurde es behördlich als Abfall eingestuft.

Deshalb durfte es nicht im offenen Waschwasserkreislauf gereinigt und klassiert werden. Das Waschwasser durfte nicht wieder in den See zurückgeleitet werden. Das vorhandene Kieswerk musste um einen geschlossenen Waschwasserkreislauf erweitert werden. Im ersten Schritt werden durch Zugabe von Flockungsmitteln in einem Lamellenklärer die feinen abschlämmbaren Bestandteile aus dem Wasser abgetrennt. Dies sind natürliche Tone, die aber als Schlamm nicht gehändelt werden können. Sie müssen durch Kalkzugabe konditioniert und im Anschluss über eine Kammerfilterpresse entwässert werden.

Das Material. kann z. B. bei der Ziegel- oder Zementherstellung Verwendung findet. Mit diesem technisch anspruchsvollen System sind wir in der Lage, nicht nur den Sand und Kies aus dem Tunnelmaterial sondern nahezu 100 % der 1.500.000 t Ausbruchmassen zu einem qualifizierten Bauprodukt gem. Bauproduktenverordnung aufzubereiten. So konnten wir rund 700.000 m3 Deponievolumen sparen und das lokale Rohstoffvorkommen schonen.

LUXCHEMTECH GMBH

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Von Siliziumabfällen zu wertvollem Sekundärrohstoff.

Silizium spielt als reines Element eine sehr große Rolle in der Industrie, sei es für die Erzeugung von Strom aus Sonnenlicht, in der Optik als Spiegel oder Linse, als Sputtertarget für innovative Beschichtungen oder als Bauteil in verschiedensten Industriezweigen. Der Weg zum jeweiligen Endprodukt führt allerdings immer über sehr energieintensive Prozesse und prozessbedingte Materialverluste.

Viele dieser aus Silizium bestehenden Abfälle, aber auch ausgediente Produkte aus Silizium stellen inzwischen für die LuxChemtech GmbH erstklassige Sekundärrohstoffe dar, die durch die Anwendung von speziellen Behandlungsmethoden auch in industriell interessanten Größenordnungen so bearbeitet werden, dass der größte Teil wieder zurück in den jeweiligen Herstellungsprozess findet. Es liegt damit auf der Hand, dass dadurch ein großer Beitrag zur Verbesserung der Ressourcen- und Energieeffizienz in diesem Technologiefeld rund um das Silizium geleistet wird. Eine Übertragung bestehender Technologien auf das Recycling von gebrauchten Silizium-Sputtertargets wurde erfolgreich umgesetzt.

Nach der Entfernung der meist noch vorhandenen Indiumlote und der Rückgewinnung von Indium, können nun auch die abgesputterten Silizium-Targets, wie die bisher bearbeiteten Sägeabschnitte gereinigt und dem Schmelzprozess für die Herstellung neuer Silizium-Blöcke zugeführt werden. Die Qualität der so gefertigten Siliziumblöcke entspricht absolut vielen, von Kunden geforderten Spezifikationen, so dass auch für den Eigenverbrauch das Silizium in Form von Sekundärrohstoff eine interessante Rolle eingenommen hat. Inzwischen wird die Technologie auch als reine Dienstleistung von vielen Kunden genutzt, die große Mengen an Siliziumabfällen haben, um ihrerseits ebenso ihren Rohstoffeinsatz effektiver zu gestalten.

RINN BETON- UND NATURSTEIN GMBH & CO. KG

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Klimaneutraler Betonstein mit Recyclinganteil von Rinn.

Am Anfang stand die Frage: „Wie verwenden wir sinnvoll das Betonmaterial, das in unserer Produktion übrig bleibt?“ Gemeint waren z. B. die Reste, die beim Abknacken der rustica Mauern entstehen, denn das hochwertige Material ist viel zu schade zum Entsorgen. Genau in diesem Moment entstand die Recycling-Idee und setzte einen Entwicklungsprozess in Gang. Dazu wurde sehr genau berechnet und getestet, welche Recyclinganteile in welchen Granulatgrößen und -formen in einem Rinn Betonstein ihr Leben führen dürfen.

Das Ergebnis ist der RC 40 mit 40% Recyclinganteil – der Stein, der alle Anforderungen an einen Betonstein erfüllt und beim Umwelt- und Klimaschutz wegweisend ist. Bestätigt wurde das von der Materialforschungs- und Prüfanstalt an der Bauhaus-Universität Weimar. Daraus entstand die Vision, eine Kreislaufwirtschaft aufzubauen, bei der auch die Kunden ein Teil davon werden: Pflastersteine werden am Ende ihrer Nutzungszeit ausgebaut und im Produktionslauf wieder verarbeitet. Dazu hat Rinn in 2019 ein Rücknahmesystem für Altpflaster für die Profi-Partner- Kunden im Garten- und Landschaftsbau eingerichtet.

Um den Bedarf an Primärrohstoffen zu verringern und zugleich die Ressourceneffektivität zu erhöhen, ersetzt Rinn mittlerweile regelmäßig Naturrohstoffe aus Steinbrüchen und Sandgruben durch hochwertigen Recyclingsplitt, seit 2014 ca. 65.000 Tonnen in Summe. Allein für das Jahr 2020 ist jetzt geplant, 40.000 Tonnen Recyclingmaterial einzusetzen und einen Beitrag zur Rohstoffsicherung zu leisten. Um es sich einmal bildlich vorzustellen: Beim Verlegen von 1.000 m² Rinn RC 40 wird der Abbau von 72 Tonnen Naturstein (= 3 LKW Ladungen) vermieden. Rinn würde sich freuen, wenn viele Unternehmen in der Branche den Gedanken des nachhaltigen Handelns aufnehmen und auch ressourcenschonend produzierten.

Nominiert in der Kategorie „Forschungseinrichtung“

Institute for Advanced Mining Technologies (AMT) und das
Lehr- und Forschungsgebiet Aufbereitung mineralischer Rohstoffe (AMR) der RWTH Aachen

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Entwicklung eines Online-Messsystems zur Materialstromcharakterisierung in Aufbereitungsanlagen der Gipsindustrie (OMMA).

Gips und Anhydrit sind wesentliche Baurohstoffe. Heutzutage werden rund 50% des Gipsbedarfes in Deutschland als Nebenprodukt aus der Kohleverstromung gewonnen. Im Gegensatz zu Gips in primären Lagerstätten mit naturgemäß schwankenden Gehalten zeichnet sich dieser Gips durch seine hohe Reinheit aus und wird daher häufig als Beimischung zur Erreichung hoher Qualitätsstandards verwendet. Um zukünftig den Bedarf an Gips decken zu können, ist es vermehrt erforderlich den Gips aus primären Lagerstätten zu gewinnen.

Die Herausforderung besteht sowohl darin, die notwendige Menge zur Verfügung zu stellen, als auch den hohen qualitativen Anforderungen gerecht zu werden. In der betrieblichen Praxis lassen sich aufgrund ihrer ähnlichen Eigenschaften Gips und Anhydrit in der Aufbereitung nur durch aufwendige Probenahme und Laboruntersuchung voneinander abgrenzen. Bisher eingesetzte analoge Verfahren lassen aufgrund der zeitverzögerten Laboranalysen kein zuverlässiges Qualitätsmanagement des sich auf dem Förderband befindlichen Materials in Echtzeit zu.

Die Institute AMR und AMT der RWTH Aachen haben im Rahmen des Projekts OMMA ein Onlinemesssystem für die Materialstromcharakterisierung in Aufbereitungsanlagen der Gipsindustrie entwickelt und erfolgreich in der industriellen Praxis demonstriert. Damit kann schneller auf Schwankungen in der Materialqualität reagiert und die Rohstoffeffizienz und Wirtschaftlichkeit deutlich gesteigert werden. Das IGF-Vorhaben 19534 N der Forschungsvereinigung der Gipsindustrie e. V. wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

INSTITUT FÜR KUNSTSTOFFVERARBEITUNG (IKV) IN INDUSTRIE UND HANDWERK, RWTH AACHEN, GEMEINSAM MIT DER KHS CORPOPLAST GMBH

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PECVD-Gasbarrierebeschichtung von PET-Mehrwegflaschen.

Eine Kreislaufwirtschaft sollte in erster Linie danach streben, den Wert der Produkte so lange wie möglich zu erhalten. Das erste Ziel sollte daher die Mehrfachnutzung von Produkten sein. Ein Beispiel hierfür sind PET-Mehrwegflaschen, die nach Gebrauch mit Natronlauge gewaschen und erneut befüllt werden. PET ist im Gegensatz zu z.B. Glas allerdings nicht gasdicht, was die Haltbarkeit von in PET-Flaschen abgefüllten Säften oder karbonisierten Getränken wie Softdrinks oder Bier im Vergleich zur Glas-Flasche deutlich herabsetzt, was den Einsatz von PET-Mehrwegflaschen für bestimmte Produkte unattraktiv macht.

Im Bereich der PET-Einwegflaschen ist es bereits Stand der Technik, diesen Nachteil des PET durch eine mittels Plasmatechnologie applizierte, hauchdünne, glasartige SiOx-Barrierebeschichtung auszugleichen. Der Beschichtungsprozess selbst benötigt nur wenige Sekunden, sodass auf marktgängigen Anlagen heute mehr als 46.000 PET-Flaschen pro Stunde mittels mikrowellenangeregtem Niederdruckplasma in-line beschichtet werden können. Diese bereits gebräuchlichen, konventionellen SiOx Schichten können allerdings der aggressiven Waschlauge im Waschprozess der Mehrwegflaschen nicht standhalten.

In diesem Forschungsprojekt wurde daher am Institut für Kunststoffverarbeitung gemeinsam mit der KHS Corpoplast GmbH ein Schichtsystem entwickelt, das den Waschvorgang mit NaOH überstehen kann. Damit wurde der Weg für mehr Mehrweg freigemacht, ohne dabei auf einen guten Produktschutz verzichten zu müssen. Die Forschungsergebnisse und die entwickelten Schichtsysteme sind direkt auf bestehenden industriellen Anlagen nutzbar, was eine zeitnahe und kostengünstige industrielle Umsetzung dieser Entwicklung ermöglicht.