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Rohstoffe und Recycling I (Fach) / Kunststoffe (Lektion)

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• 1) Erläutern Sie die werkstofflichen Unterschiede zwischen Thermoplasten, Duroplasten und Elastomeren. Nennen Sie für jede Polymergruppe jeweils ein Produkt, das bei der Aufbereitung in der LVP-Sortieranlage anfällt. Thermoplaste:- lineare oder verzweigte Makromolekülketten- flexibel oder spröde- plastisch verformbar unter WärmeeinwirkungBeispiel: Müllsäcke Duroplaste:- netzförmig eng verknüpft- behalten bis zur Hitzezersetzung ihren starren Zustand (unschmelzbar)Beispiel: WC-Sitze Elastomere:- weitmaschig vernetzt, hochpolymer, flexibel- können aufgrund der Verknüpfung der einzelnen Polymerketten an den Vernetzungsstellen nicht viskos fließen (Ausnahme: verformbare thermoplastische Elastomere)Beispiel: Reifen
• 2) Ist das Kunststoffrecycling für die Schonung von natürlichen Erdölressourcen relevant? Begründen Sie! Meiner Meinung nach hat es keine große Relevanz, da für Kunststoffe nur ca. 4% der weltweiten Erdölproduktion verwendet werden. (gerringer anteil erdöl im kunststoff)
• 3) Nach welchem Kriterium werden Kunststoffe im Aufbereitungsprozess in der LVP-Sortieranlage sortiert? Nennen Sie die Stoffströme, die voneinander getrennt werden und ordnen Sie jedem Stoffstrom ein Produkt zu. Kriterium: Sorte, da im Aufbereitungsprozess die verschiedenen Sorten voneinander getrennt werden:Polyolefine (PO) = Polyethylen (PE)+ Polypropylen (PP): Gefäße, Flaschen, FolienPolystyrol (PS): StyroporPolyvinylchlorid (PVC): DichtungenPolyester (PET, PES): FlaschenPolyamid (PA): Seile
• 4) Seit wann werden Kunststoffe einer Wiederverwendung bzw. Wiederverwertung zugeführt? seit 1990 (⇒ Umweltgedanke)
• 5) In welchen industriellen Bereichen werden Kunststoffe eingesetzt? Welcher Einsatzbereich ist für das Recycling besonders interessant und warum? - Verpackung        ⇒ besonders interessant, Nutzungsdauer <1a, mit 60,5% (2013) größter Anteil am Kunststoffabfallaufkommen - Bau- Automobile- Elektronik und Elektrotechnik- Möbel- Landwirtschaft- Haushaltswaren- Medizin
• 6) Nennen Sie typische Standortfaktoren für Produktionsstandorte von Polymeren. oft alte Chemiestandorte- Nähe zu Raffinerien- Energieverfügbarkeit- gute Transportmöglichkeit
• 7) Wie hoch ist das Abfallaufkommen an Kunststoffabfällen im Vergleich zur Produktion? Nennen Sie Zahlenwerte! Durch welche Faktoren entstehen die Unterschiede zwischen Produktion und Abfallaufkommen? ca. 54,2% Abfallaufkommen ggü. ProduktionAbfallaufkommen (2013): 5,68 MtProduktion(2013): 10,48 MtUnterschiedliche Nutzungsdauern / Einsatzgebiete
• 8)Welche Stoffgruppen dominieren die Kunststoffabfälle? Verpackungen (60,5%)
• 9) Welche Verwertungswege sind Ihnen für die Verwertung von Kunststoffabfällen bekannt? Benennen und definieren Sie die drei verschiedenen Verwertungswege. 1) Werkstoffliche Verwertung: die Polymer-Eigenschaft bleibt erhalten, aus einem Kunststoff wird nach Reinigung und erneutem Extrudieren wieder ein Produkt mit ähnlichen kunststofftypischen Merkmalen(Extrudieren: z.B. aus einer Düse rausgepresste Form) 2) Energetische Verwertung: der Energieinhalt des Kunststoffs wird in einem Verbrennungsprozess mit Energienutzung (Strom, Wärme) genutzt 3) Rohstoffliche Verwertung: der Kunststoff substituiert die chemische Eigenschaft eines Primär-rohstoffs wie z.B. Kohle, z.B. als Reduktionsmittel im Stahlwerk
• 10) Welche Produktkategorien werden in den jeweiligen Verwertungswegen erzeugt? werkstoffliche Verwertung: Regranulat & Recycling-Produkterohstoffliche Verwertung: Monomere, Gase, Öleenergetische Verwertung: Strom, Wärme
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• 11) Rund ein Drittel der Kunststoffabfälle wird werkstofflich verwertet. Die Kunststoffabfälle, die hierbei aus dem gelben Sack stammen, stellen lediglich ein Viertel der werkstofflichen Verwertung dar. Wie bewerten Sie diesbezüglich die Diskussion über den gelben Sack und die Wertstofftonne? - Die erwartete Mengensteigerung von 6 kg /(E*a) macht nochmals nur 21,6% der aktuell gesammelten Menge aus dem gelben Sack aus und besteht nicht nur aus Kunststoffen und ist in ihrer Höhe durchaus zu hinterfragen.       ⇒ Das Potential der Wertstofftonne den Anteil der werkstofflich recycelten Kunststoffabfälle zu erhöhen ist relativ gering.
• 12) In welcher Form werden aufbereitete Kunststoffe als Sekundärrohstoffe auf dem Markt angeboten? Können die angebotenen Produkte in Ihrer Wertigkeit (hinsichtlich der Vermarktung oder des Verkaufspreises) abgestuft werden? Wenn ja, geben Sie eine Reihenfolge an. Qualität / Preis: Ballenware < Mahlgut < (Re)Granulat
• 13) Warum wird ein Großteil der gesammelten Kunststoffabfälle exportiert? Abfallexporte in Entwicklungsländer (insbesondere China):- Zahlung lukrativer Preise an Besitzer von Kunststoffabfällen in europäischen Staaten- extrem niedrige Lohnkosten- geringe behördliche Auflagen- deutlich niedrigere Umweltstandards      ⇒ Auslastungsprobleme in Europa       ⇒ hohe Preise für Entsorgung von Kunststoffabfällen in Europa
• 14) Erläutern Sie die Unterschiede bei der Verwertung von Kunststoffabfällen in den verschiedenen Mitgliedstaaten der EU. - 9 EU-Mitgliedstaaten weisen Verwertungsquoten über 95% auf.- Die restlichen EU-Mitgliedstaaten weisen deutlich niedrigere Verwertungsquoten auf, Ursachen:-> unterschiedliche Qualität der Sammelinfrastruktur und Motivation-> unterschiedlicher Stand der Technik bei Verwertungsprozessen
• 15) Erläutern Sie den Zusammenhang zwischen werkstofflicher und energetischer Verwertung von Kunststoffen. Die energetische und die werkstoffliche Verwertung können nie getrennt betrachtet werden, Aufbereitung erzeugt immer einen Rest, der Rest geht in die energetische Verwertung.
• 16) Welche Verfahren zur Sortierung von Kunststoffen gibt es? Welche Kunststoffsorten können durch die einzelnen Verfahren sortenrein abgetrennt werden? Dichtesortierung: Trennung nach der Dichte- Polyolefine (PO = PP + PE) als Leichtgut schwimmen an der Oberfläche, da ihre Dichte kleiner als die von Wasser ist (<1 g/L).- PET, PS, PVC als Sinkgut reichern sich am Wannenboden an, da ihre Dichte größer als die von Wasser (>1 g/L) ist.- keine Garantie, dass keine „leichten“ (Dichte <1 g/L) Störstoffe in das aufbereitete Konzentrat gelangen Sensorgestützte Sortierung: Trennung nach stoffspezifischen Spektrum im Nah-Infrarotbereich PO, PET, PS, PVC
• 17) Erläutern Sie das Prinzip der Schwimm-Sink-Sortierung anhand einer Grafik. Zeichnung

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