Bau und Betrieb einer neuartigen Nassregenerierungsanlage für Gießereisande, die mit anorganischem Binder belastet sind

Kurzbeschreibung

Die FSP GmbH wurde 2022 zur Planung, Projektierung, Bau und Betrieb von Gießereisand-Regenerierungsanlagen in Stuttgart gegründet.

Beim Motorenbau werden Gehäuse bzw. Motorblöcke z.B. aus Leichtmetallguss bzw. Nichteisenmetall-Guss (NE-Guss) verwendet. Die Negativform – sog. Sandkerne - dieser Leichtmetallgehäuse, werden aus Neusand und einem Binder in einer hier für vorgesehene Maschine kompaktiert. Für dieses Verfahren wird ein organisches Bindersystem verwendet, das aufgrund hoher aromatischer sowie weiterer organischer Inhaltsstoffe und Emissionen bei der Verarbeitung aus Umwelt- und Arbeitsschutzsicht problematisch ist. In den letzten Jahren wurden organische Binder zunehmend durch umweltfreundlichere anorganische Binder (z. B. auf Wasserglasbasis) ersetzt. Aus Ressourcenschonungsgründen werden die Formsande nach dem Abguss des heißen Metalls regeneriert und dadurch wieder aufbereitet, um erneut Kerne daraus herzustellen. Für organische Binder ist z.B. die thermische Binderdegration ein etabliertes Aufbereitungserfahren, um alte Binderreste vom Sandkorn zu entfernen. Stand der Technik für die Aufbereitung von Gießereisand mit Resten organischer und anorganischer Binder ist das mechanisch-thermische Regenerations-Verfahren, welches jedoch mit sehr hohen Energieverbräuchen und Abfallaufkommen in Form von zerstörten Sandpartikeln verbunden ist. Daher ist dieses Verfahren in der Praxis nicht wirtschaftlich und führt zu sehr hohen Einsätzen von Neusand und hohen Kosten. Aus Umweltgesichtspunkten ist der verstärkte Einsatz der umweltfreundlicheren anorganischen Binder von großer Bedeutung. Für die Verbreitung in der gesamten Branche müssen jedoch umweltschonende und wirtschaftliche Regenerations-Verfahren für die verwendeten Formsande gefunden werden. 

Die Projektidee der FSP GmbH sieht vor, den Vorteil der Wasserlöslichkeit der anorganischen Binder als technischen Ansatz einer besonders schonenden Sandregenerierung zu verwenden. Dafür wird im Vorhaben erstmals eine großtechnische Nasssand-Regenerationsanlage für die Aufbereitung von Altsand mit anorganischen Bindern errichtet werden. Obwohl Nasssand-Verfahren für die Aufbereitung von anorganischen Bindern technisch besonders geeignet sind, wurden sie in der Vergangenheit nicht angewendet, weil das anschließende Trocknen des Gießereisandes sehr energieaufwändig und damit unwirtschaftlich ist. Ein von der der FSP GmbH selbstentwickeltes, neuartiges Kondensationsenergie-Rückgewinnungsverfahren zur Trocknung des nassen Sandes soll den Nachteil der sehr hohen Energieverbräuche beim Trocknen vermeiden. Mit dem Kondensationsenergie-Rückgewinnungsverfahrens können bei der Sandtrocknung 65 Prozent der eingesetzten Energie zurückgewonnen und dem Prozess wieder zugeführt werden. Bei einer angestrebten Aufbereitung von 25.000 Tonnen Altsand pro Jahr können im Vergleich zum thermisch-mechanischen Regenerationsverfahren von Gießereialtsanden  70 Prozent der sonst benötigten Energie eingespart werden, woraus sich 2.975 Tonnen CO₂-Einsparungen pro Jahr ergeben. Darüberhinaus werden auch große Mengen an Staub vermieden, die sonst bei einer mechanischen Aufbereitung entstehen. Weiterhin wird die Menge an zu deponierenden Altsanden reduziert.