Development of Innovative Recycling Processes for Mineral Wool Waste

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

Abstract

Die vorliegende Doktorarbeit untersucht Verwertungs- sowie Recyclingoptionen für Mineralwolleabfälle entlang der Abfallhierarchie. Ziel dieser Arbeit war ist, mittels eines mehrstufigen Ansatzes, innovative Lösungen für die Deponierung anhand unterschiedlicher Aufbereitungskonzepte des Abfalls zu finden, Verwertungsoptionen für Mineralwolleabfälle im Bergversatz und in der Zementindustrie zu schaffen sowie durch die Rückführung in die Mineralwolleindustrie durch eine Kreislaufführung des Abfallstroms zu ermöglichen. Die Forschungsergebnisse werden anhand von 5 Publikationen und ergänzenden Kapiteln präsentiert. Derzeit findet aus ökonomischen, technischen und gesundheitlichen Aspekten kein Recycling von Mineralwolleabfällen unbekannter Herkunft in Österreich statt. Bisher bestehen nur wenige Aufbereitungs- und Recyclinglösungen. Das Projekt RecyMin soll neue, breit gefächerte Konzepte, welche auch ökologische und wirtschaftliche Kriterien umfassen, erforschen. Um verfahrenstechnische Pfade einer verbesserten Deponierbarkeit des Materials zu ergründen, werden 3 Aufbereitungsszenarien der Steinwolle verglichen. Probenkörper werden nach der Aufbereitung Deponiebedingungen ausgesetzt und zyklischen Belastungstests unterzogen. In weiterer Folge wird der E-Modul graphisch abgeleitet. Die Kombination aus Zerkleinerung, Zementzugabe und anschließender Brikettierung weist die beste Deponierbarkeit auf. Mineralwolleabfall kann, wenn weitere anorganische Bindemittel beigefügt werden, als Bergversatzmaterial verwendet werden. Für diesen Zweck wurden spezifische Rezepturen entwickelt und getestet. Die im Rahmen der Arbeit durchgeführten Versuche zur Verwertung von Mineralwolleabfall als aufbereiteter hydraulisch wirksamer Zusatzstoff (AHWZ) verdeutlichten, dass eine thermochemische Behandlung des Abfalls unter der Zugabe von Zuschlagstoffen zu einer alternativen Bindemittelkomponente führt welche sämtliche erforderlichen Kriterien erfüllt. Die freisetzungsbestimmenden Mechanismen bei Mineralwolleabfällen wird in pH-abhängigen Laugungsversuchen nach ÖNORM EN 14429 und hydrogeochemischer Modellierung mittels LeachXS/Orchestra ermittelt. Es wird gezeigt, dass bei Al-reichen Proben das Mineral Wairakit die Löslichkeit bestimmt. Bei Al-armen Mineralwollen führt die Ausfällung von Talk zu gelösten Konzentrationen von Silizium bei pH 10. Die Ergebnisse der thermochemischen Behandlung der Mineralwolle mit hinzugefügten Korrekturstoffen zum Anpassen des Chemismus und der anschließende Verspinnprozess zeigten, dass eine neue Mineralwolle versponnen werden konnte und eine Kreislaufführung für Mineralwolleabfälle somit möglich ist. Die vorliegende Doktorarbeit zeigt unterschiedliche Ansätze zu Verwertungs- und Recyclinglösungen für Glas- und Steinwolleabfälle. Versuchsergebnisse zeigen, dass zukünftig ein Recycling der Mineralwolleabfälle möglich sein wird.

Details

Titel in ÜbersetzungEntwicklung innovativer Recyclingverfahren für Mineralwolleabfälle
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
DOIs
StatusVeröffentlicht - 2024