Wie Unternehmen die Möglichkeiten beim Lösemittel-Recycling nutzen!

Wohin mit verbrauchten Lösemitteln? Lösemittel-Recycling oder Abfallverbrennung? Das Konzept der Nachhaltigkeit gebietet, alle Möglichkeiten zu nutzen, diese Chemikalien wieder in den Stoffkreislauf zurückzuführen. Der Klimaschutz verlangt die Verringerung des Kohlendioxidausstoßes. Deshalb nehmen verantwortungsbewusste Lieferanten die verbrauchten Stoffe zurück und arbeiten diese wieder auf.

Lösemitteleinsatz in der Oberflächentechnik

Die Oberflächentechnik ist in vielen Bereichen auf den Einsatz von Lösemitteln angewiesen. Hauptsächlich brauchen einige Verfahren der Reinigung und der Lackierung diese Chemikalien. Die Aufgaben umfassen zum Beispiel die im Folgenden genannten Bereiche: Lösemittelhaltige Reiniger sind bei der Entfettung oder Entlackung von Maschinenteilen häufig unvermeidbar. Lösemittelhaltige Lacke und Farben werden genutzt, wenn die Beschichtung schnell trocknen muss.

Der Overspray, der beim Spritzen von Lack an den Teilen vorbeiströmt, wird in der Regel mit Wasserwänden aufgefangen. Die Aufbereitung des dafür verwendeten Wassers erfolgt in einem Kreislauf, aus dem die anfallenden lösemittelhaltigen Reststoffe ausgeschleust werden. Bei der Reinigung von Behältern, Aggregaten und Rohrleitungen mit Hydrospülern fallen ebenfalls oft lösemittelhaltige Rückstände an. Haben die Prozesschemikalien ihre Aufgabe erfüllt, gelten sie als Abfallstoffe. Sie sind dann allerdings im Gemisch mit Wasser oder anderen Stoffen noch vorhanden. Die Gemische zu recyceln bedeutet, die Nachhaltigkeit der Produktion entscheidend zu verbessern.

Organisation der Lösemittelrückgewinnung

Da verbrauchte Lösemittel und lösemittelhaltige Abwässer zu den gefährlichen Abfallstoffen zählen, müssen sie ohnehin getrennt gesammelt und entsorgt oder aufbereitet werden. Führende Hersteller der Stoffe, wie Kluthe, verfügen über das notwendige Know-how, die technischen Anlagen und die Analysemöglichkeiten zur effizienten Lösemittelrückgewinnung. Diese Unternehmen tragen damit in hohem Maße zur Nachhaltigkeit der Produktionsprozesse bei. Außerdem sind sie mit zuverlässigen Speditionsunternehmen im Kontakt, die eine Zulassung für den Transport gefährlicher Stoffe besitzen. Unter diesen Voraussetzungen bedeutet das Lösemittel-Recycling für den Kunden einen verschwindend geringen Aufwand.

Nachhaltigkeit beim Recycling von Lösemitteln

Das Lösemittel-Recycling ist unter zwei Gesichtspunkten nachhaltig. Zum einen sinkt der Verbrauch von Rohstoffen. Die Ausgangsstoffe werden hauptsächlich aus Erdöl gewonnen, das in Zukunft immer knapper werden wird. Die Stoffe lassen sich zwar auch aus nachwachsenden Rohstoffen (Pflanzenöle, Zucker, Stärke) herstellen, aber erforderlicher Boden und benötigtes Wasser fehlen dann bei der Gewinnung von Nahrungsmitteln oder werden dem Regenwald entzogen.

Zum anderen zeigen Studien, dass der Kohlendioxidausstoß beim Recycling von Lösemitteln deutlich geringer ist als bei der Herstellung aus Rohstoffen (zum Beispiel „Carbon footprint of recycled solvents at the sectoral level compared to virgin solvents“ von ETHOS Research, www.ethosresearch.co.uk, im Oktober 2018). Die Alternative zum Recyceln – das Verbrennen der lösemittelhaltigen Abfälle – würde zu einer weiteren Belastung der Atmosphäre durch Kohlendioxid führen.

Verfahren zum Lösemittel-Recycling

Um Lösemittelgemische und Gemische aus Lösemitteln und Wasser zu trennen, kommen unterschiedliche Verfahren infrage. Meistens werden die Destillation und die Extraktion angewendet. Je nach Herkunft und Zusammensetzung der Abfallstoffe können vor und nach diesen Verfahren zusätzliche Stufen der Lösemittelaufbereitung und der Weiterverarbeitung der gewonnenen Wertstoffe erforderlich sein. Das ist zum Beispiel der Fall, wenn sich im Gemisch feste Stoffe befinden, die vor der Trennung des Lösemittelgemisches aus der Flüssigkeit abgeschieden werden müssen.

Die festen oder pastösen lösemittelhaltigen Rückstände werden vor der Weiterverwendung getrocknet. Auch dabei fallen wiederverwendungsfähige Chemikalien an.

Recycling durch Destillation von Lösemittelgemischen

Die Destillation von Flüssigkeitsgemischen beruht auf den voneinander abweichenden Dampfdrücken der einzelnen Komponenten. Durch Wärmezufuhr wird die Mischung bis auf die Siedetemperatur erhitzt. In dem entstehenden Dampf ist die leichter siedende Komponente mit dem höheren Dampfdruck in einer größeren Menge enthalten als im Flüssigkeitsgemisch. Um ihren Anteil weiter zu erhöhen, müssten der Dampf kondensiert und das Kondensat erneut destilliert werden. Diese mehrstufige Destillation lässt sich in einer Apparatur bewerkstelligen, die als Kolonne bezeichnet wird.

Eine Kolonne besteht aus einem mit Füllkörpern oder Gittern bestückten senkrechten Rohr. Am unteren Ende, dem Sumpf, erfolgt über einen Verdampfer die Wärmezufuhr. Am oberen Ende, dem Kopf, befindet sich ein Kühler, in dem der Dampf kondensiert. Während der Dampf in der Kolonne nach oben steigt, rieselt ein Teil des Kondensats zum Supf herab. Der Dampf reichert sich dabei immer weiter mit der leichter siedenden Komponente an.

Am Kopf und am Sumpf verlassen die getrennten Stoffe kontinuierlich die Kolonne. Die Höhe der Kolonne und die Menge des zurückgeführten Kondensats bestimmen, mit welcher Reinheit der abgetrennte Stoff gewonnen wird. Aus der teilweisen Rückführung des Kondensats in die Kolonne leitet sich die Bezeichnung Rektifikation für dieses Verfahren ab.

Recycling durch Extraktion von Lösemittelgemischen

Nicht alle Stoffgemische lassen sich mit vertretbarem wirtschaftlichem Aufwand oder bis zur erforderlichen Reinheit durch Rektifikation recyceln. Ist dies der Fall, kann das Lösemittel aus dem Gemisch extrahiert werden. Die Extraktion nutzt die unterschiedliche Löslichkeit der Komponenten eines Stoffgemisches in einem Lösungsmittel aus. Für dieses Verfahren wird ein Extraktionsmittel benötigt, das sich mit dem abzutrennenden Stoff vollständig und mit dem Rest so wenig wie möglich mischt. Nachdem alle Stoffe miteinander verrührt wurden, bilden sich zwei Phasen aus, die sich in einem Separator oder Abscheider trennen lassen. Lösungs- und Extraktionsmittel werden anschließend durch Rektifikation einzeln zurückgewonnen.

Lösemittelrückgewinnung bei REMATEC

Die Kluthe Gruppe kümmert sich schon seit den 1950er Jahren um Nachhaltigkeit, insbesondere die Lösemittelaufbereitung. Inzwischen wurden die langjährigen Erfahrungen und Forschungsergebnisse gebündelt und flossen in das Tochterunternehmen REMATEC ein. Dieses Unternehmen betreibt an zwei Standorten unter anderem das Lösemittel-Recycling. Um die Prozesschemikalien aus den unterschiedlichen Herkunftsbereichen wirtschaftlich wiederzugewinnen, wurden mehrere Verfahren entwickelt, die zum Teil patentiert wurden.

Reinigung und Fraktionierung

Bei der Reinigung und Fraktionierung von organischen Lösemitteln werden zuerst feste und flüssige Bestandteile des Gemischs voneinander getrennt. Anschließend erfolgt die fraktionierte Destillation der gewonnenen Flüssigkeit.

Resolve-T

Dieses Verfahren wurde für die Aufbereitung von lösemittelhaltigen Schlämmen, die zum Beispiel bei der Lackierung anfallen, entwickelt. Die organischen Lösemittel werden durch Destillation vollständig aus dem Gemisch entfernt. Die als Destillationsrückstand anfallenden Feststoffe werden getrocknet und lassen sich danach weiter aufbereiten.

Isodry

Für die Aufbereitung von Altlacken, Altfarben und Lackkoagulaten, die neben Lösemitteln auch Wasser enthalten, wurde das Isodry Verfahren entwickelt, bei dem sich in speziellen Trocknungsanlagen Lösemittel, Wasser und Trockengut zurückgewinnen lassen.

Hydrosolve

Die Aufbereitung der Reiniger, die bei der Reinigung von Anlagen für die Lackierung anfallen (Hydrospüler) gelingt durch das Hydrosolve-Verfahren. Das dabei zurückgewonnene Wasser- Lösemittelgemisch dient als Rohstoff für Produkte zur Oberflächenbehandlung. Die abgeschiedenen Lackpartikel werden im Isodry-Verfahren weiterverarbeitet.