Forschung
Im Zentrum der Abbildung steht das Leitmotiv unserer Forschung, die?Wechselwirkung zwischen Festk?rpern und Fluiden, v.a. zwischen Material und Umwelt. Dies umfasst sowohl die gezielte Aufl?sung von Bestandteilen von Verbundwerkstoffen (Solvolyse) und Extraktion von Wertstoffen (Hydrometallurgie) als auch die Untersuchung der unerwünschten Freisetzung von Schwermetallen in die Umwelt (Auslaugbarkeit) und die Korrosion. Dieses Leitmotiv ist eingebettet in einen anthropogenen Stoffkreislauf, der den gesamten Lebenszyklus eines Produkts darstellt. Für die Untersuchung von Materialien entlang des Lebenszyklus setzen wir Methoden aus unterschiedlichen wissenschaftlichen Disziplinen (Abfallwirtschaft, Mineralogie, Chemie, Verfahrenstechnik, Umwelttechnik, Materialwissenschaft) ein, die mit einzelnen Aggregaten, Analyseger?ten und Computerprogrammen durchgeführt werden. Das?Chemisch-recyclingtechnische Labor (Dr. Kunzmann) bildet das Herzstück des Lehrstuhls und die Schnittstelle zwischen den beiden?Professuren für Resource and Chemical Engineering (Prof. Vollprecht) bzw.?Chemie der Materialien und der Ressourcen (Prof. Weihrich,?eigene Website). Die Arbeitsgruppe?Abfallwirtschaft und Umwelttechnik?(Dr. Maurer) befasst sich mit Reaktionen zwischen Werkstoffen oder Abf?llen einerseits und Flüssigkeiten oder Gasen andererseits. Schwerpunkt der T?tigkeit von Prof. Vollprecht sind die?Mineralischen Nebenprodukte und Abf?lle, wobei hier Themen der Bindungsform, Mobilit?t und Ausschleusung von Schadstoffen im Fokus stehen.
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Mineralische Nebenprodukte und Abf?lle
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Im Bereich der Rohstoffmineralogie?besch?ftigen wir uns mit der Charakterisierung dieser Prim?r- und Sekund?rrohstoffe im Hinblick auf ihre Einsatzm?glichkeiten, wobei der Fokus auf Industriemineralen, Steinen und Erden sowie rezyklierten und industriellen Gesteinsk?rnungen und abfallbasierte Bindemittel liegt. Die Anwendung mineralogischer Verfahren auf Materialien am Ende ihres Lebenszyklus wird als Abfallmineralogie bezeichnet. Diese Bereiche erfordern umfangreiche chemisch-mineralogische Analytik, aber auch Computerprogramme zur Modellierung von Feststoff-Fluid-Wechselwirkungen.
Chemisch-Recyclingtechnisches Labor
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Das chemisch-recyclingtechnische Labor umfasst chemische und mineralogische Analytik wie RFA, ICP-OES und XRD ebenso wie verfahrenstechnische Aggregate zur Grob- und Feinzerkleinerung, Trennung von Materialien sowie zur thermischen und chemischen Behandlung.?
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Wenn Materialien als Abfall anfallen, liegen sie aber oftmals als Gemische (Verbunde & Schüttgüter) vor und müssen daher zun?chst voneinander getrennt werden, wofür der Bereich der mechanischen Verfahrenstechnik innerhalb des RCE aufgebaut werden soll. Bei den am RCE erforschten Materialien handelt es sich stets um Verbunde, wobei der Verbundcharakter durch einen technischen Prozess gezielt erzeugt (z.B. Faserverbundwerkstoffe) oder in industriellen Anlagen zwangsl?ufig entstanden sein kann (z.B. MVA-Rostaschen). Zum mechanischen?Aufschluss dieser Verbunde?sollen Aggregate zur Grob- und Feinzerkleinerung spr?der und duktiler Materialien beschafft werden. Alternativ zu klassischen Verfahren soll die elektrodynamische Fragmentierung eingesetzt werden, da diese eine Auftrennung z.B. von MVA-Rostaschen entlang von Phasengrenzfl?chen erm?glicht und daher insbesondere für die am MRM im Fokus stehenden Verbundwerkstoffe geeignet ist. Die?Trennung der Materialien?umfasst Klassierung- und Sortierungsverfahren. Für die Klassierung von Materialien steht eine Siebmaschine zur Verfügung, die sowohl nass als auch trocken betrieben werden kann. Für die Sortierung stehen sowohl Aggregate zur trockenen (z.B. Windsichter) als auch nassen Sortierung (z.B. Flotation) zur Verfügung bzw. werden beschafft. Eine Einbettung des recyclingtechnischen Labors in das KI-Produktionsnetzwerk ist geplant.
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Abfallwirtschaft und Umwelttechnik
Die Arbeitsgruppe?Abfallwirtschaft und Umwelttechnik?befasst sich mit ausgew?hlten Aspekten der Abwasser- und Abfallbehandlung, insbesondere mit dem Recycling anorganischer und organischer Reststoffe aus industriellen oder Abfallbehandlungsverfahren wie z.B. G?rresten aus der Verg?rung biogener Abf?lle oder Rezyklaten aus dem Recycling von kunstharzgebundenen Schleifwerkzeugen. Weitere Schwerpunkte wie z.B. die Erforschung und Weiterentwicklung von Recyclingtechnologien für kritische Metalle, der Einsatz von künstlicher Intelligenz in der Abfallwirtschaft, die Bewertung von Umweltauswirkungen der Abfallwirtschaft, die Weiterentwicklung der Bodenw?sche im Bereich der Altlastenforschung?und der Einsatz der Flotation sowie selektiver Laugungsverfahren zur Rückgewinnung von Metallen aus feink?rnigen Abf?llen befinden sich im Aufbau.