NE-Metalle P1 Flashcards
Aluminium als wichtigster Vertreter von NE-Metallen weist eine kontinuierliche Verbrauchssteigerung auf. Zeichnen Sie eine Verbrauchskurve von 1960 - 2010 (qualitativ) und ergänzen Sie den Anfall von Schrotten (unterteilt in Alt- und Neuschrotte) im gleichen Zeitraum. Erläutern Sie den Verlauf der Kurven:
- Der weltweite Verbrauch von Aluminium ist zwischen 1950 und 2010 in Deutschland von 400 t/a auf 2400 t/a angestiegen
- Der Recyclinganteil, also die Sekundärproduktion ist ebenfalls bis ca. 1992 von 100 t/a auf 500 t/a angestiegen, hat dann einen leichten Rückgang zu verzeichnen (ca. 350 t/a), steigt jedoch in den folgenden Jahren wieder an
Der Verbrauch von NE-Metallen in Industrieländern ist stabil. Welche Konsequenz hat das für Recycling-Stoffströme und warum?
- Die Produktion von Sekundäraluminium bleibt dadurch stabil
- Die Produktion passt sich dem Bedarf an
Legierungen:
Welche „Störstoffe“ dürfen nicht in Recycling-Aluminium eingetragen werden?
BegrĂĽnden Sie
- Eisenhalte Fremdstoffe dürfen nicht in Recycling-Aluminium eingetragen werden, da der Schmelzpunkt viel höher liegt und es somit zu Einschlüssen kommt
- mit steigenden Störstoffen werden Festigkeit & Härte gesteigert, elektrische Leitfähigkeit gesenkt
BegrĂĽnden Sie, warum Gussaluminiumschrotte einen maximalen Fe-Anteil von 2 % haben dĂĽrfen. Welche Anforderungen stellt dieser Wert an die Aufbereitung und wie werden diese technisch umgesetzt?
- Höhere Energiebedarf beim Recycling = Höhere Kosten; Höherer Aufwand bei der Trennung von Fe- und Ne-Metalle
- hohe Anforderungen an Recycler & Technologie
- hohe Kosten
In welcher Form können Fabrikationsschrotte anfallen?
Nennen Sie ein typisches Beispiel und benennen Sie Fremdstoffe, die enthalten sein können:
- Aluminiumabfälle, die bei der Verarbeitung und Herstellung von Aluminiumlegierungen & -anwendungen anfallen
- Stanzreste (Schneidreste), Fräßspäne
- Fremdstoffe: Lacke, Schmiermittel
Worauf basiert die Produktionskapazität für Sekundäraluminium?
- Spezielle Schmelztechnologie
Erläutern Sie den Einfluss der Lebensdauer von Produkten auf das Recycling:
- Je höher die Lebensdauer des Produkts ist, umso länger braucht das Material um wieder in den Recyclingprozess und somit in den Stoffkreislauf zurückgeführt zu werden
- Je kĂĽrzer die Lebenszeit, desto weniger Verunreinigung.
In welchen Mengenanteilen können Primäraluminiumhütten sekundäres Aluminium aufnehmen?
BegrĂĽnden Sie:
- In Primäraluminiumhütten wird kein Sekundäraluminium aufgenommen, es wird separat gelagert.
⇒ Beeinflussung des Primärrohstoffes
Welche Voraussetzungen müssen für das Umschmelzen (Remelter) von Sekundäraluminium erfüllt sein?
- Salzarme Schmelzen
Nennen Sie fĂĽnf typische Anwendungsgebiete von Aluminium- und Kupferprodukten und nennen Sie deren spezifische Nutzungsdauer:
-
Kupfer:
- Kabel-/Elektro (57%) – Jahrzehnte
- Bauwesen (15%) – bis 100 Jahre
- Automobil (9%) – Jahrzehnte
- Handel (5%)
-
Aluminium:
- Getränkedosen – wenige Wochen
- Automobilindustrie – Jahrzehnte
- Flugzeugbau – Jahrzehnte
- Dachrinnen – Jahrzehnte
Welcher Aspekt der Aluminiumproduktion ist maßgeblich für den hohen ökologischen Effekt des Aluminiumrecyclings? Nennen Sie eine Kennzahl (Größenordnung!), die Sie gegenüber Laien als Begründung verwenden würden:
- Der Unterschied des Energiebedarfs in der Aluminiumproduktion ist hier das ausschlaggebende Argument
- Der Primärprozess bedarf fast 50.000 MJ/Mg, dagegen werden beim Recyclingprozess nur ca. 2.000 MJ/Mg benötigt
- Recyceltes Aluminium spart also mehr als 20-mal so viel Energie in der Produktion gegenüber Primäraluminium
CO2-Emission viel geringer(11x)
Vergleichen Sie die CO2-Wirksamkeit von Aluminium- und Stahlrecycling im Vergleich zu den Primärprozessen. (Größenordnungen!)
- Der Energiebedarf vom Primärprozess der Aluminiumproduktion liegt bei 47.000 MJ/Mg, dagegen beträgt die Energiemenge die für den Recyclingprozess benötigt wird bei ca. 2.000 MJ/Mg, also deutlich darunter
- Bei der Eisenproduktion ist der Unterschied zwischen Primärprozess (14.000 MJ/Mg) und Recyclingprozess (12.000 MJ/Mg) sehr gering
- Die Aluminiumproduktion hat eine große CO2-Emission bei Primärprozessen, dagegen eine sehr geringe Emission bei Recyclingprozessen
- Bei Stahlrecycling ist die Differenz zwischen Primär- und Recyclingprozessen sehr gering
Inwieweit hängen Aluminiumproduktion und Rohstoffgewinnung (Bauxit) zusammen und was sind die wesentlichen Standortkriterien?
- Eine wirtschaftliche großtechnische Gewinnung von metallischem Aluminium ist nur aus Bauxit möglich. Geringe Arbeitskosten, niedrige Energiepreise sowie kurze Transportwege sind ebenfalls wesentliche Standortkriterien
- Vorhandensein von Rohstoffen
Welche beiden Hauptlegierungsarten werden beim Aluminium voneinander unterschieden. Nennen Sie Unterschiede im Herstellungsverfahren, typische Produkteigenschaften und geben Sie je ein Beispiel fĂĽr ein Produkt:
-
Knetlegierungen:
- Remelter (z.B. als Walzbarren; weich und duktil, niedrig legiert)
-
Gusslegierungen:
- Refiner (z.B. Pressbarren; hart und spröde, hoch legiert )
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Refiner:
- Guss und Knet zu Guss
-
Remelter:
- Knet zu Knet
Welche Gründe gibt es für den sehr unterschiedlichen Anteil von Sekundäraluminium bei der Produktion in der unterschiedlichen Produktionsländern?
- Technologie, Know-How, Angebot, Nachfrage, bestimmte Reinheiten, CO2-Handel
- Hoher Vorkommen = niedriger Sekundäranteil*
- Niedriger Vorkommen = Hoher Sekundäranteil*
