Technik: Altmetall im Röntgenscanner

Die Herstellung von Aluminium braucht extrem viel Energie. Günstiger ist die Rückgewinnung aus Schrott. Doch muss der Rohstoff mühsam von allerlei Legierungen getrennt werden.

In einer Fabrikhalle in Dormagen klingt es wie bei einem Glockenspiel. Fingergroße, silbrig-weiße Aluminiumchips klimpern auf Förderbändern aneinander, bis sie im Schlund eines garagengroßen Röntgengeräts verschwinden. Die Metallteile waren früher Fensterrahmen - und das sollen sie auch wieder werden. Doch ist der Aluschrott ist mit anderen Metallen verunreinigt. Nur ein Teil taugt für neue Rahmen.

Dieses Problem will Sortierspezialist WMR Recycling in Dormagen gelöst haben. Die Firma verspricht, effizienter zu recyceln als die Konkurrenz. "Mit einer Kombination aus Schredder, Sieb und Röntgentransmissionsgerät können wir erstmals genau das Aluminium heraussortieren, das für die Produktion von Fensterrahmen nötig ist", sagt Boris Kurth, der die patentierte Technik zusammen mit seinem Bruder entwickelt hat. Damit trafen die beiden offenbar einen Nerv: Vor einem Jahr hat Norsk Hydro, einer der führenden Aluminiumhersteller der Welt, das mittelständische Unternehmen gekauft.

Weltweit werden Schätzungen zufolge jedes Jahr mehr als 50 Millionen Tonnen Aluminium hergestellt, Tendenz steigend. Das Leichtmetall kommt vor allem in Autos, Gebäuden und Verpackungen zum Einsatz. Oft ist es mit Zink, Kupfer, Silizium oder Magnesium legiert. Die Metall-Beimischungen sorgen für Härte, Festigkeit oder Formbarkeit - je nachdem, ob eine Autokarosserie oder eine Coladose entstehen soll.

Am Ende des Produktzyklus landen rund 20 Millionen Tonnen Aluminiumhaltige Materialien pro Jahr auf dem Schrottplatz. Sie wiederzuverwerten ist ein lohnendes Geschäft. Beim Einschmelzen alter Teile wird nur ein Zwanzigstel der Energie verbraucht, die für die elektrochemische Herstellung reinen Aluminiums erforderlich ist, im Schnitt sind das 14 Megawattstunden pro Tonne - so viel, wie eine Familie in drei Jahren verbraucht. Auch aus einem weiteren Grund ist Aluminium-Recycling in vielen Branchen vorgeschrieben: Anders als bei der Aluminium-Herstellung muss kein Bauxit abgebaut werden. Bei der Gewinnung dieses Erzes wird oft unberührte Natur zerstört. Wer Aluminium recycelt, schont also Umwelt und Klima.

Allerdings wird weltweit bislang nicht einmal die Hälfte des Aluminium-Schrotts wiederverwertet. In Deutschland liegen die Recyclingquoten höher, bei Verpackungen gut 70, im Gebäude- und Automobilbereich mehr als 90 Prozent. Doch auch hier gibt es ein Problem: Recyclingaluminium ist oft eine Mischung verschiedener Legierungen und enthält Verunreinigungen, die mit gängigen Sortiermethoden wie Magneten oder Kameras nicht unterschieden werden können. Der Mix taugt nur für sogenannte Gusslegierungen, aus denen Bauteile mit eher geringen Qualitätsansprüchen werden. Oder die Schmelzmasse muss mit viel frischem Aluminium angereichert werden. Das mindert die positiven Effekte für Umwelt und Klima.

Beim Fensterrahmenrecycling bereitet vor allem Zink Probleme. "Durch die Anbauteile aus Zink-Druckgussteilen und durch Versteifungen in den Fensterecken enthält der Aluminiumschrott, der bei uns angeliefert wird, etwa ein Prozent Zink", sagt Kurth. "Das ist viel zu viel." Für die Produktion neuer Rahmenprofile sollte der Zinkanteil bei weniger als 0,025 Prozent liegen. Um Teile mit höherem Zinkgehalt auszusortieren, schaffte er vor drei Jahren ein Röntgentransmissionsgerät an. Röntgenstrahlen durchleuchten darin die Metallstücke auf dem Förderband .

"Im Grunde ist es eine Dichtemessung wie bei der medizinischen Röntgenuntersuchung", sagt der Recyclingmanager. Doch statt Knochen sind auf dem Monitor Aluminiumstücke zu sehen, und zwar nur solche, die viel Metall wie Zink oder Kupfer enthalten und deshalb eine höhere Dichte haben. Ein Computer berechnet, wann und wo diese Teile den Ausgang des Geräts passieren werden und steuert eine dort platzierte Leiste mit 400 Druckluftdüsen an. Die unerwünschten Chips werden mit kräftigen Luftstößen in die Luft geblasen und landen in einem Sammelbehälter. Etwa zwei Prozent beträgt dieser Ausschuss; er kommt nicht auf den Müll, sondern eignet sich noch für andere Legierungen. Zinkarme Aluminiumstückchen hingegen rutschen auf ein Förderband und klimpern weiter zur Verladestation. Dieser Teil des Schrotts enthalte weniger als 0,03 Prozent Zink, erklärt Kurth. "Das Recyclingprodukt ist damit so gut wie neu." Die Methode funktioniere allerdings nur so gut, weil die Chips gleich groß sind. Dafür sorgt eine Kombination aus Schredder und Sieb.

"Bisher wurde Recyclingmaterial wegen des hohen Zinkgehalts gar nicht zur Fensterrahmenproduktion eingesetzt", sagt Roland Scharf-Bergmann von Norsk Hydro. Man hätte es mit etwa 80 Prozent Reinaluminium verdünnen müssen. Für das Recyclingaluminium aus Dormagen reiche dagegen eine Zugabe von maximal 15 Prozent. Ähnlich gute Quoten könne man auch beim Recycling von Getränkedosen oder Verkehrsschildern erreichen.

Christian Lehmann vom Umweltbundesamt, das die Entwicklung der Anlage mit 400 000 Euro gefördert hat, ist erfreut. "Würde Aluminium immer so sortenrein sortiert wie in Dormagen und die Zugabe von frischem Material praktisch überflüssig, könnten jedes Jahr weltweit 80 Millionen Tonnen Kohlendioxid gespart werden, so viel wie Österreich emittiert", sagt er.

Allerdings hat die Methode auch Grenzen. Mit Aluminiumschrott unterschiedlicher Herkunft, etwa einer Mischung aus Getränkedosen und Verkehrsschildern, funktioniert sie nicht. Doch auch dafür gibt es offenbar eine röntgengestützte Lösung. Das österreichische Unternehmen Redwave etwa bietet ein Gerät an, das gemischten Aluminiumschrott aus Autos und großen Elektrogeräten wie Kühlschränken sortiert. Es arbeitet mit der sogenannten Röntgenfluoreszenz und misst, mit welcher Energie bestrahlte Aluminiumschrottteilchen nachstrahlen. Daraus lässt sich ermitteln, welche chemischen Elemente und Verunreinigungen enthalten sind. Über ein Druckluftverfahren wie in Dormagen sortiert es den Aluschrott dann in zwei Gruppen, eine mit niedrigem, eine mit hohem Kupfer- und Zinkgehalt. Auch der Aluminiumhersteller Novelis aus den USA setzt auf die sogenannte Röntgenfluoreszenzmethode. Damit wird in einem Recyclingwerk in Nachterstedt, Sachsen-Anhalt, seit gut einem Jahr unter anderem Aluminiumschrott aus Autos sortiert, anschließend eingeschmolzen und unter Zugabe von frischem Aluminium zu neuen Autoblechen geformt. Die neuen Karosserieteile enthalten nach Herstellerangaben bis zu 75 Prozent Recyclingaluminium.

Wann sich der Kreislauf komplett schließt und kein Aluminium aus der Natur mehr gebraucht wird, ist noch ungewiss. Scharf-Bergmann von Norsk Hydro ist nur bedingt optimistisch. "Wir glauben, dass das grundsätzlich geht", sagt er. "Aber es wird noch mindestens 50 Jahre dauern." Und das nicht nur aus technologischen Gründen. Zumindest in der Bauindustrie sei der Aluminiumbedarf zurzeit noch höher als das Schrottangebot, berichtet der Manager. "Die Produkte im Fenster- und Fassadenbau sind sehr langlebig." Hier sei erst in den nächsten Jahren und Jahrzehnten mit deutlich erhöhtem Schrottaufkommen zu rechnen.