Zugl.: Augsburg, Univ., Diss., 2009

Hamburg, Techn. Universiẗat, Diss., 2007.

Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2009

Zugl.: Weimar, Bauhausuniv., Diss., 2009

Techn. Universiẗat, Diss., 2001--Darmstadt.

Die Frage der Weiterverarbeitung von industriell anfallenden wertmetallhaltigen Reststoffen gewinnt einen immer höheren Stellenwert. Die Untersuchungen dieser Arbeit befassen sich mit einem titanhaltigen Rückstand der Pigmentindustrie. Zur Aufbereitung wurde ein hydrometallurgischer Prozess zur Entfernung von Störelementen und zur gleichzeitigen Anreicherung von Titan entwickelt. Eine gezielte Abtrennung von Titan bezüglich der Elemente Eisen und Vanadium kann mittels Solventextraktion durch das Extraktionsmittel DEHPA (Di-(2-ethylhexyl)phosphorsäure) erfolgen. Durch Extraktionsversuche zeigt sich, dass Titan bevorzugt extrahiert werden kann und es wird der ideale Arbeitspunkt für die Extraktion von Titan erarbeitet. Dabei zeigt sich, dass acht DEHPA-Moleküle für eine vollständige Extraktion von Titan nötig sind. Weiterhin wurden spektroskopische Messungen mittels GALDI-MS und NMR-Spektroskopie bezüglich des Vorliegens von Titan mit DEHPA durchgeführt. In der organischen Phase kommt es hauptsächlich zum Vorliegen von [Ti]4+ und [Ti2O2]4+. Weiterhin kommt es zu einer gleichartigen Anordnung von acht DEHPA-Molekülen. Die Arbeit liefert nicht nur einen Mehrwert für das Verständnis der Komplexierung von Titan durch DEHPA, sondern stellt aufgrund der gewählten Parameter einen direkten Bezug zum entwickelten Aufbereitungsprozess dar.

In dieser Arbeit wurden drei Sortiermaschinen zur Kunststoffartensortierung auf die Sortierbarkeit dunkler, thermoplastischer Kunststoffe untersucht. Es wurden die Verfahren der Mittelinfrarotspektroskopie und der laserinduzierten Fluoreszenz näher betrachtet. Anhand eines künstlichen Materialgemisches mit Kunststoffen aus Neuware konnten bereits nach einer Sortierstufe teilweise Werte des Wertstoffausbringens und der Wertstoffkonzentration von über 95 % erreicht werden. Weiterhin wurden positive und negative Auswirkungen verschiedener Sortierschaltungen der einzelnen Maschinen aufgezeigt. In diesem Zusammenhang konnte eine vollständig farbunabhängige Sortierung nur bei einer Sortiermaschine festgestellt werden. Auf Basis dieser Untersuchungen wurde anschließend ein Verfahrensfließbild für praxisnahe Untersuchungen mit Kunststoffen aus WEEE durchgeführt. Mit dem Praxismaterial wurden teilweise deutlich niedrigere Sortierkennwerte als mit dem künstlichen Materialgemisch erreicht, weshalb die angewendete Verfahrensschaltung nicht ausreichte, um einsatzfähige Regranulate herzustellen.

Ziel dieser Arbeit war es, systematisch Möglichkeiten zur gezielten und qualitativen Entkopplung von Umweltauswirkungen im Rahmen der Verantwortungsaussage des SDG 12 in Bezug auf einzelne Stoffströme zu identifizieren. Zu diesem Zweck wurde ein Schema zur Bewertung der Verantwortung erstellt, das sich auf die Systemgrenzen der Umwelt und die systemischen Produktionsströme einzelner Materialien konzentriert. Einzelne generische Prozesseinheiten wurden identifiziert und Umweltindikatoren, die Planetary Boundaries, ausgewählt. Das entwickelte Schema wurde dann in einer Fallstudie mit dem Beispielmaterial Aluminium auf seine Funktionalität getestet, indem das Material mit den Umweltindikatoren in jeder Prozesseinheit seiner spezifischen Produktionsroute kalibriert wurde. Dabei zeigte sich, dass die entwickelte Bewertung in der Tat eine systematische Identifizierung des Entkopplungsraums innerhalb eines Materialflusses ermöglicht und somit als funktional und übertragbar auf andere Materialflüsse und andere Dimensionen wie die soziale oder wirtschaftliche sowie die Verbrauchsdimension angesehen werden kann.:1 Introduction 2 Context of the Thesis 3 Sustainable Development Theories - The Road to Sustainable Industrial Development 4 Objectives and Structure of the Thesis 5 Development of a Responsibility Assessment Scheme 7 Aluminium as Key Material in our Society 8 The Aluminium Production System 9 Assessment Instructions 10 Case study – Aluminium Life Cycle and Planetary Boundary Matrix Calibration 11 Evaluation, Discussion of Results and Conclusion 12 Bibliography / This thesis aimed to systematically identify opportunities for targeted and qualitative environmental impact decoupling within the responsibility proposition of SDG 12 in relation to single material flows. To do this a responsibility assessment scheme was created that focused on the system boundaries environment and systemic production flows of single materials. Individual generic unit processes were identified and environmental indicators, the Planetary Boundaries, were chosen. The scheme designed was then tested in a case study for its functionality with the example material Aluminium, through calibrating the material with the environmental indicators in each unit process of its specific production route. This showed that the assessment designed indeed allowed for systematic identification of decoupling space within a material flow and can thus be considered as functional and transferrable to other material flows and other dimensions like the social or economic, as well as the consumption dimension.:1 Introduction 2 Context of the Thesis 3 Sustainable Development Theories - The Road to Sustainable Industrial Development 4 Objectives and Structure of the Thesis 5 Development of a Responsibility Assessment Scheme 7 Aluminium as Key Material in our Society 8 The Aluminium Production System 9 Assessment Instructions 10 Case study – Aluminium Life Cycle and Planetary Boundary Matrix Calibration 11 Evaluation, Discussion of Results and Conclusion 12 Bibliography