Forschung
Im Zentrum der Abbildung steht das Leitmotiv unserer Forschung, die Wechselwirkung zwischen Festkörpern und Fluiden, v.a. zwischen Material und Umwelt. Dies umfasst sowohl die gezielte Auflösung 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, Analysegeräten 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 Materialreaktionen in umwelttechnischen Systemen (Dr. Maurer) befasst sich mit Reaktionen zwischen Werkstoffen oder Abfällen einerseits und Flüssigkeiten oder Gasen andererseits. Schwerpunkt der Tätigkeit von Prof. Vollprecht sind die Mineralischen Nebenprodukte und Abfälle, wobei hier Themen der Bindungsform, Mobilität und Ausschleusung von Schadstoffen im Fokus stehen.
Mineralische Nebenprodukte und Abfälle
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E-Mail: daniel.vollprecht@uni-auni-a.de ()
Im Bereich der Rohstoffmineralogie beschäftigen wir uns mit der Charakterisierung dieser Primär- und Sekundärrohstoffe im Hinblick auf ihre Einsatzmöglichkeiten, wobei der Fokus auf Industriemineralen, Steinen und Erden sowie rezyklierten und industriellen Gesteinskörnungen 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
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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E-Mail: christina.kunzmann@uni-auni-a.de ()
Wenn Materialien als Abfall anfallen, liegen sie aber oftmals als Gemische (Verbunde & Schüttgüter) vor und müssen daher zunächst 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 zwangsläufig entstanden sein kann (z.B. MVA-Rostaschen). Zum mechanischen Aufschluss dieser Verbunde sollen Aggregate zur Grob- und Feinzerkleinerung spröder 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 Phasengrenzflächen ermöglicht 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.
Materialreaktionen in umwelttechnischen Systemen
Die Arbeitsgruppe Materialreaktionen in umwelttechnischen Systemen befasst sich mit Reaktionen zwischen Werkstoffen oder Abfällen einerseits und Flüssigkeiten oder Gasen andererseits. Dabei geht es z.B. um die Korrosion in Abfallverbrennungsanlagen oder um die Veränderung von Schleifkörnern während des Recyclingsprozesses. Weitere Schwerpunkte wie z.B. die Erforschung der Freisetzungsmechanismen von Schadstoffen aus kontaminierten Böden sowie Baustoffen oder der Bodenwäsche im Bereich der Altlastenforschung und der Einsatz der Flotation sowie selektiver Laugungsverfahren zur Rückgewinnung von Metallen aus feinkörnigen Abfällen befinden sich im Aufbau.
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E-Mail: claudia.maurer@uni-auni-a.de ()