Tot nu, afgedankte banden zijn voornamelijk gebruikt voor het terugwinnen van energiebronnen:slechts een klein deel van het roet in deze banden wordt gerecycled, aangezien minerale as goed is voor ongeveer 20 procent van de inhoud. Een nieuw proces ontwikkeld door het Fraunhofer Institute for Building Physics IBP is in staat om bijna al deze as te isoleren, waardoor zowel het roet als de mineralen uit de as kunnen worden hergebruikt.

In een standaard autoband zit ongeveer drie kilo carbon black, ook wel industrieel roet genoemd. Dit is het probleem:om één ton roet te produceren, we hebben ongeveer 1,5 ton fossiele hulpbronnen en enorme hoeveelheden water nodig; het proces genereert tot drie ton koolstofdioxide. Het zou volkomen logisch zijn, dan, om het roet in afgedankte banden te recyclen. Dit is een enorme bron van grondstoffen:er hebben zich al ongeveer vier miljard afgedankte banden verzameld op stortplaatsen, elk jaar komen er nog zo'n 1,8 miljard bij. Tot nu, we hebben voornamelijk teruggewonnen oliën, die op hun beurt worden gebruikt als energiebron voor industriële processen of als grondstof in raffinaderijen, van deze banden - net als van technisch rubber. Het tijdens het pyrolyseproces gewonnen roet, anderzijds, blijft grotendeels ongebruikt:minerale as, bestaande uit de additieven - voornamelijk silicaatverbindingen en zinkcomponenten - die worden gebruikt om banden te produceren, vertegenwoordigen tot 20 procent van dit roet.

Gezuiverd roet van afgedankte banden

Namens RCB Nanotechnologies GmbH uit München, onderzoekers van Fraunhofer IBP in Valley, Duitsland, hebben een demineralisatieproces ontwikkeld om het gerecyclede roet vrij te maken van zijn minerale belasting. "Het teruggewonnen roet dat op deze manier is behandeld, is bijna vrij van minerale resten, waardoor het tot 100 procent kan worden gebruikt voor de zijwanden van banden, bijvoorbeeld. Met andere woorden, het is niet nodig om primair roet toe te voegen. Het kan daarom de originele industriële materialen volledig vervangen, " zegt Dr. Severin Seifert, Groepsmanager bij Fraunhofer IBP. Om ons een idee te geven:Tenzij gedemineraliseerd, slechts tien procent van het gerecyclede roet kan aan het primaire materiaal worden toegevoegd. Bovendien:het demineralisatieproces genereert niet alleen hoogwaardig industrieel roet. Ook worden de mineralen met een hoge zuiverheid teruggewonnen en kunnen ze worden hergebruikt voor industriële toepassingen.

Maar hoe krijgen de onderzoekers het voor elkaar om het tijdens het pyrolyseproces ontstane roet/asmengsel in de vereiste mate te zuiveren? "Door een natchemische methode toe te passen, " legt Christian Kaiser uit, Projectmanager bij Fraunhofer IBP. "Om het simpel te zeggen:we plaatsen het (ruwe) roet/as mengsel samen met verschillende additieven in een reactor, meng het met vloeistof en voer een gedefinieerde druk- en temperatuurcurve uit. De afzonderlijke stoffen worden selectief uit het mengsel gehaald." Wat in eerste instantie heel eenvoudig klinkt, is eigenlijk een zeer complex proces:de parameters en additieven moeten zo worden ingesteld dat slechts één bepaald mineraal, zo homogeen mogelijk, wordt tegelijk uit het mengsel geëxtraheerd. Daarnaast, temperatuur en druk moeten op een gematigd niveau blijven, zodat het proces technisch uitvoerbaar is zonder grote beperkingen. En we mogen ook niet te veel additieven gebruiken. Het is belangrijk om de economische aspecten in de gaten te houden, het proces mag niet te duur worden. Daarom, recupereren de onderzoekers een deel van de additieven, ook hier de materiaalkringloop sluiten. Het resultaat van het demineralisatieproces:Hoogzuiver gerecycled carbon black voor gebruik in banden en andere rubberproducten, evenals kleurstoffen (masterbatch) voor kunststoftoepassingen, silicaten, die kunnen worden gebruikt in de bouwmaterialenindustrie of voor kleurstoffen, bijvoorbeeld, en ook zinkzouten voor een breed scala aan toepassingen.

Industriële fabriek al in aanbouw

Er bestaat al één proeffabriek met een reactorvolume van 200 liter en zal de komende twee jaar in bedrijf zijn voor verder onderzoek bij Fraunhofer IBP in Valley. Het doel is om teruggewonnen carbon black ook bruikbaar te maken voor andere industriële toepassingen. Het basisproces is al gepatenteerd, RCB Nanotechnologies GmbH is de exclusieve licentiehouder. Het bedrijf werkt momenteel aan opschaling van het proces voor industrieel gebruik:de productiehal is al gebouwd, het reactorvolume voor één productielijn zal naar verwachting ongeveer 4000 liter bedragen. Betekenis:elk uur, één productielijn zal 400 kilogram gerecycleerd roet uit de as vrijmaken - dat is 2500 ton per jaar. In de laatste uitbreidingsfase, de fabriek als geheel zal een jaarlijkse capaciteit hebben van slechts 30, 000 ton.

Op langere termijn, het idee is om de overgang te maken van een batchproces naar een continu proces. Potentiële belanghebbenden hebben al interesse getoond:"Onze partners krijgen nu meer aanvragen voor monsters dan we aankunnen, "zegt Kaiser. "Uiteindelijk, het op deze manier geraffineerde teruggewonnen carbon black is een eerste geloofwaardige en duurzame oplossing voor het vervangen van industrieel roet."