TY - CONF A1 - Loose, Florian T1 - CFK-Recycling N2 - Obwohl der Leichtbau mit carbonfaserverstärkten Kunststoffen (CFK) einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz und zur Ressourceneffizienz liefert, stellt der wachsende Abfallstrom von aktuell 62 kt/a eine große Herausforderung dar. Weil die Produktion von Carbonfasern (CF) überwiegend auf fossilen Rohstoffen basiert und sehr energieintensiv ist, werden nachhaltige Recyclinglösungen dringend benötigt. Hier wird ein Überblick über aktuelle Recyclingprozesse gegeben und deren Limitierungen diskutiert. Darüber hinaus wird eine Möglichkeit zur sicheren chemischen Nutzung von CF-haltigen Reststoffen aufgezeigt, die nicht zur Wiederverwertung geeignet sind. Das Projekt CF Pyro untersucht deren Einsatz als Sekundärrohstoff in der Pyrometallurgie und setzt besondere Schwerpunkte bei der Reaktivität von CF, der Prozessstabilität und der Vermeidung von Emissionen gesundheitsschädlicher WHO-Fasern. Abschließend wird eine, auf den experimentellen Ergebnissen und im Dialog mit Expertinnen und Experten aus Wirtschaft, Wissenschaft und Politik entwickelten, Technologiebewertung vorgestellt. T2 - 4. Netzwerktreffen Leichtbau Berlin-Brandenburg CY - Berlin, Germany DA - 01.10.2024 KW - Cabonfasern KW - Recycling PY - 2024 AN - OPUS4-61279 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Loose, Florian T1 - Carbonfaserhaltige Reststoffe als Sekundärrohstoff – Einsatz in der Pyrometallurgie N2 - Lightweighting is a key technology for tackling the challenges of the 21st century, in particular climate change. Lightweighting contributes to decreasing CO2 emissions, improves resource efficiency and supports the transition to sustainable mobility. In particular, carbon fibers (CF) and carbon fiber-reinforced plastics (CFRP) play a central role in various industries such as aviation, wind power and electric mobility. With the increasing demand, the waste streams of CF are also growing, and their recycling is crucial for environmental compatibility and the circular economy. The difficulty of CF recycling is to separate the CF from the polymer matrix to obtain high-quality recycling materials. Processes such as solvolysis and pyrolysis are used, with pyrolysis being the more commonly implemented. However, the process for obtaining recycled carbon fibers (rCF) also has disadvantages, since the fiber lengths and qualities can be affected by the recycling processes. Safety aspects are also important, since carbon fiber fragments can be potentially harmful. Processes must be developed for treating carbon fiber waste streams, that ensure safety, since landfilling is not possible due to the plastic matrix. Large-scale experiments have shown that the thermal recovery of CF in waste incinerators is incomplete, which is due to the chemical structure of CF. Pyrometallurgical utilization of CF is considered a promising approach. Here, CF can be chemically utilized in these high-temperature processes in such a way that their conversion is improved while minimizing the formation of fragments that are harmful. In this context, studies on the reactivity of CF in such processes are important to verify the efficiency and safety of the procedures. In summary, the safe and efficient use of CF waste not only contributes to the circular economy but also promotes the decarbonization of the steel industry. It is crucial to develop suitable processes to protect the environment and the health of workers while maintaining the value creation of CF. T2 - Berliner Konferenz Abfallwirtschaft und Energie CY - Berlin, Germany DA - 27.01.2025 KW - Cabonfasern KW - CFK KW - Recycling KW - Secondary Resource KW - Pyrometallurgy PY - 2025 AN - OPUS4-62464 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Loose, Florian ED - Thiel, S. ED - Thomé-Kozmiensky, E. ED - Quicker, P. ED - Gosten, A. ED - Stengler, E. T1 - Carbonfaserhaltige Reststoffe als Sekundärrohstoff – Einsatz in der Pyrometallurgie N2 - Für die Bewältigung der Herausforderungen des 21. Jahrhunderts, insbesondere des Klimawandel ist der Leichtbau eine Schlüsseltechnologie. Leichtbau trägt zur Reduzierung von CO2-Emissionen bei, verbessert die Ressourceneffizienz und unterstützt die Mobilitätswende. Insbesondere Carbonfasern (CF) und carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK) spielen eine zentrale Rolle in verschiedenen Industriezweigen wie Luftfahrt, Windkraft und Elektromobilität. Mit der steigenden Nachfrage wachsen auch die Reststoffströme von CF, deren Recycling entscheidend für die Umweltverträglichkeit und die Kreislaufwirtschaft ist. Die Schwierigkeit des CF-Recyclings bestehen darin, die CF von der Kunststoffmatrix zu trennen, um hochwertige Recyclingmaterialien zu gewinnen. Verfahren wie Solvolyse und Pyrolyse werden genutzt, wobei überwiegend die Pyrolyse umgesetzt wird. Der Prozess zur Gewinnung von Recycling-Carbonfasern (rCF) hat jedoch auch Nachteile, da die Faserlängen und -qualitäten durch Recyclingprozesse beeinträchtigt werden können. Sicherheitsaspekte sind ebenfalls wichtig, da CF Bruchstücke potenziell gesundheitsschädlich sein können. Zur Behandlung von CF-Abfallströmen müssen Verfahren entwickelt werden, die eine sichere Verwertung ermöglichen, da Deponierung aufgrund der Kunststoffmatrix nicht möglich ist. Großversuche haben gezeigt, dass die thermische Verwertung von CF in Müllverbrennungsanlagen unvollständig ist, was auf die chemische Struktur von CF zurückzuführen ist. Die pyrometallurgische Nutzung von CF wird als vielversprechender Ansatz betrachtet. Hierbei können CF in diesen Hochtemperaturprozessen chemisch so genutzt werden, dass ihre Umwandlung verbessert und gleichzeitig die Bildung gesundheitsschädlicher Fragmente minimiert ist. In diesem Zusammenhang sind Studien zur Reaktivität von CF in solchen Prozessen wichtig, um die Effizienz und Sicherheit der Verfahren zu überprüfen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die sichere und effiziente Nutzung von CF-Abfällen nicht nur zur Kreislaufwirtschaft beiträgt, sondern auch die Dekarbonisierung der Stahlindustrie vorantreibt. Es ist entscheidend, geeignete Prozesse zu entwickeln, um die Umwelt und die Gesundheit der Arbeiter zu schützen und gleichzeitig die Wertschöpfung aus CF-Reststoffen zu erhalten. KW - Leichtbau KW - Carbonfasern KW - Recycling KW - Secondary Resource KW - Pyrometallurgy PY - 2025 SN - 978-3-911006-85-9 VL - 2 SP - 527 EP - 540 PB - Thomé-Kozmiensky Verlag CY - Neuruppin AN - OPUS4-62463 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kalinka, Gerhard T1 - Recycling von Faserverbundwerkstoffen N2 - Der Vortrag beschreibt Aktivitäten der BAM zum Recycling von carbonfaser-verstärkten Verbundwerkstoffen. T2 - Fachdialog Recycling von Windenergieanlagen CY - Berlin, Germany DA - 23.09.2024 KW - Polymer Matrix Composite KW - Carbon Fibres KW - Recycling KW - Pyrolysis KW - Recycling by Design PY - 2024 AN - OPUS4-61536 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Trappe, Volker T1 - Advanced lightweight applications – recycling versus reliability and fossil energy footprint N2 - Advanced light weight applications like aircrafts and wind turbine blades are made of fibre reinforced plastics (FRP) with continuous fibre reinforcement and must withstand a high thermo-mechanical cyclic loading. The quality of the fibre matrix interface has a high impact on the fatigue life and was continuously improved over the years since the 50th. The fatigue life of glass fibre reinforced plastics (GFRP) used in aircraft industry is 10 to 100 times higher compared to glass fibre non crimp fabrics used for wind turbine blades. To assure a constant and reliable high quality and strength of reinforcement fibres, synthetic fibre production is state of the art (CF, GF). There is a need for recycling GFRP and CFRP waste due to the upcoming use. Pyrolysis and solvolysis are more expensive than the mechanical route however enable a more sustainable recycling. Natural fibres and recycled synthetic fibres have a high scatter in quality and strength. Hence it is a challenge to optimize the production / recycling processes to get a reliable quality for any demanding (second life) application. Chemical routes for using renewables resources and recycling, is going to be a good approach especially for polymer-matrix systems to get 100% quality (back) compared to the state of the art. Finally, a proper design, life-time extension and repair is preferable to recycling to keep the carbon footprint as low as possible. T2 - 27. INTERNATIONALES DRESDNER LEICHTBAUSYMPOSIUM CY - Dresden, Germany DA - 13.06.2024 KW - Polymer Matrix Composites KW - Carbon Fibre KW - Recycling KW - Circular Economy PY - 2024 UR - https://leichtbausymposium.de/deu/ AN - OPUS4-60683 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Kalbe, Ute T1 - Measurement of the Environmental Impact of Materials N2 - This Special Issue, ‘Measurement of the Environmental Impact of Materials’, is focused on the impact that materials have on the environmental compartments of soil, water and air. Leaching and emission processes, including underlying mechanisms, are a recurring topic in most published articles in the present Special Issue. Contributions have come from three continents and numerous countries (USA, Germany, France, Latvia, Poland, Russia, Japan, Korea and Thailand) indicating the global dimension of the subject. KW - Leaching KW - Recycling KW - Nano-materials PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-545099 DO - https://doi.org/10.3390/ma15062208 SN - 1996-1944 VL - 15 IS - 6 SP - 1 EP - 3 PB - MDPI CY - Basel AN - OPUS4-54509 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN ED - Simon, Franz-Georg ED - Kalbe, Ute T1 - Measurement of the Environmental Impact of Materials N2 - Throughout their life cycles—from production, usage, through to disposal—materials and products interact with the environment (water, soil, and air). At the same time, they are exposed to environmental influences and, through their emissions, have an impact on the environment, people, and health. Accelerated experimental testing processes can be used to predict the long-term environmental consequences of innovative products before these actually enter the environment. We are living in a material world. Building materials, geosynthetics, wooden toys, soil, nanomaterials, composites, wastes and more are research subjects examined by the authors of this book. The interactions of materials with the environment are manifold. Therefore, it is important to assess the environmental impact of these interactions. Some answers to how this task can be achieved are given in this Special Issue. KW - Leaching KW - Recycling KW - Emissions PY - 2023 UR - https://www.mdpi.com/books/book/6546 SN - 978-3-0365-5983-4 SN - 978-3-0365-5984-1 DO - https://doi.org/10.3390/books978-3-0365-5983-4 SP - 1 EP - 264 PB - MDPI CY - Basel ET - 1 AN - OPUS4-56770 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Adam, Christian A1 - Herzel, Hannes T1 - R-Rhenania - Modifiziertes Rhenania Phosphat aus Klärschlammasche für Bayern N2 - Im Verbundprojekt R-Rhenania wird eine industrielle Demonstrationsanlage am Standort der Monoverbrennungsanlage Altenstadt der Firma Emter errichtet und im Jahr 2024 den Betrieb aufnehmen. Die vorhandene Rostfeuerung-Monoverbrennung wird so umgebaut, dass ein neues thermochemisches Verfahren integriert werden kann, welches hochwirksame und schadstoffarme Dünger produziert (bis zu 17.000 t/a). Die thermochemischen Produkte werden in Gefäß- und Feldversuchen im ökologischen Landbau auf ihre Düngewirkung getestet. Die Umweltverträglichkeit der Demonstrationsanlage wird untersucht, wie auch die Übertragbarkeit des Verfahrens auf weitere Regionen. T2 - Statusseminar RePhoR CY - Frankfurt am Main, Germany DA - 03.05.2023 KW - Phosphor KW - Monoverbrennung KW - Recycling KW - Nährstoffe KW - Dünger PY - 2023 AN - OPUS4-59486 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Piehl, Patrick T1 - Thermochemical Treatment of Steel Work Dusts and Sludges for the Recovery of Zinc and Iron N2 - Steel work dusts and sludges usually contain severe amounts of zinc, lead, cadmium, and other heavy metals, which hinder direct recycling and make these materials potentially hazardous for the environment. To tackle this issue, here, two thermochemical treatment methods for the reductive workup of blast furnace sludge, electric arc furnace dust, and comparable steelwork dusts are presented. In the first method, carbon contained blast furnace sludge is employed as reducing agent for the material’s metal oxides. By this, heavy metals get evaporated and a metallic iron containing residue that may be reused in electric arc furnace steelmaking is formed. Additionally, the use of hydrogen for reducing iron and heavy metal oxides in steelwork dusts is presented. Here, high evaporation rates of heavy metals can be reached, and sponge iron is formed. Investigations using thermogravimetry and equilibrium simulations provide insides into the reactions taking place. For both processes an upscaling to pilot scale is ongoing. T2 - EUROSLAG 2024 CY - Bilbao, Spain DA - 23.10.2024 KW - Electric arc furnace dust KW - Blast furnace sludge KW - Recycling KW - Ressource recovery KW - Zinc PY - 2024 AN - OPUS4-61499 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Herzel, Hannes T1 - Success-Story CaNaPO4: Erfolgreiche REACH Registrierung und Inbetriebnahme großtechnischer Anlagen N2 - Aufgrund der Vorgaben in der novellierten Klärschlammverordnung 2017 (AbfKlärV) wird für die meisten Kläranlagen ab 2029 verpflichtend das enthaltene Phosphat zurückzugewinnen bzw. einer Phosphatrückgewinnung zuzuführen. Aktuell gehen dafür einige thermochemische als auch nasschemische Verfahren in Betrieb. Die meisten thermochemischen Verfahren arbeiten mit einer vergleichbaren Grundidee. Es werden Alkali-Additive wie Na2CO3 vor der thermischen Behandlung eingemischt. Die anschließend produzierten thermochemischen Rezyklate enthalten als Phosphatphasen Calciumalkaliphosphate wie CaNaPO4, welche zu hoher Phosphatlöslichkeit und Pflanzenverfügbarkeit in den Rezyklaten führen. Aktuell werden solche thermochemischen Verfahren an den Standorten Altenstadt (Oberbayern), Michelstadt (Odenwald) und Breisach-Grezhausen (nähe Freiburg) in Betrieb genommen. T2 - Berliner Klärschlamm Konferenz CY - Berlin, Germany DA - 11.11.2025 KW - Phosphor KW - Recycling KW - Großtechnik KW - Dünger PY - 2025 AN - OPUS4-64710 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -