Verhüttung und Raffination Sekundärkupfer; Als Sekundärkupfer wird das Reinmetall verstanden, das aus Sekundärrohstoffen gewonnen wird. Diese können metallischer Art sein (Kupfer, Messing-, Bronze- und Rotgußschrotte) oder aus kupferhaltigen Zwischen- und Abprodukten wie Schlämmen, Krätzen und Schlacken bestehen. Eine mittlere Zusammensetzung der Materialien kann aufgrund der enormen Heterogenität nicht angegeben werden (#1). In GEMIS wird die Sekundärkupfer-Herstellung auf pyrometallurgischem Wege bilanziert. Überwiegend wird dazu das sogenannte Schachtofen-Konverter-Verfahren angewendet (#1). Metallisches Einsatzmaterial wird dabei im Konverter oder Anodenofen eingesetzt, die sonstigen sekundären Rohstoffe werden zusammen mit den Schlacken im Schachtofen oder Elektroofen unter reduzierenden Bedingungen eingeschmolzen. Die Weiterverarbeitung läuft dann wie auch beim Primärkupfer. Die bilanzierte Prozesskette sowie die daraus generierten Daten gelten für Deutschland im Bilanzzeitraum von 1992-1994. Es werden ca. 40 % des in Deutschland verbrauchten Kupfers aus Sekundärmaterialien gewonnen (#1). Im internationalen Vergleich weisen die Daten einen sehr geringen Energiebedarf, sehr geringe Emissionswerte durch die hohen bundesdeutschen Emissionsstandards und auch geringe Reststoffmengen auf. Verglichen mit Daten anderer Konvenienz muß mit erheblichen Unterschieden gerechnet werden, die aber in der vorliegenden Studie nicht berücksichtigt werden können. Ergänzend zu der hier vorliegenden Bilanz sei auf die Arbeiten der Bundesanstalten für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) verwiesen („Stoffmengenflüsse und Energiebedarf bei der Gewinnung ausgewählter mineralischer Rohstoffe, Maßnahmeempfehlungen für eine umweltschonende nachhaltige Entwicklung“) in deren Rahmen auch die weltweite Kupfererzeugung bilanziert wird. Weiterhin wird auf die Arbeiten der ETH-Zürich verwiesen, die eine Abschätzung mit geringerem lokalen Bezug vorgenommen haben (ETH 1995). Ein direkter Vergleich der Arbeit der RWTH Aachen, die dieser Bilanzierung zugrundeliegt mit anderen Arbeiten ist im Rahmen von GEMIS nicht durchführbar. Die RWTH Aachen behält sich einen Vergleich zu einem späteren Zeitpunkt vor (Bruch 1995). In Deutschland sind drei Schmelz- und Raffinierhüttenbetriebe an der Verarbeitung beteiligt (#1). Allokation: Als Kuppelprodukte dieser Prozeß-Einheit entstehen Schwefelsäure und Anodenschlämme sowie Nickelsulfat. Für die Schwefelsäure wird dem Prozeß eine massenbezogene Gutschrift über die Primärherstellung der Schwefelsäure gewährt. Für die Anodenschlämme, die andere NE-Metalle und auch Edelmetalle enthalten wird im Rahmen dieser Studie keine Gutschrift vergeben, da über die Zusammensetzung des Anodenschlamms keine Informationen vorliegen. Auch für Nickelsulfat wird weitergehender Informationen keine Allokation vorgenommen. Daher werden sowohl die Anodenschlämme als auch das Nickelsulfat als Reststoffe mitgeführt. Die Schlacke wird im Rahmen von GEMIS nicht als Kuppelprodukt sondern als Reststoff bilanziert. Eine Allokation wird daher nicht vorgenommen. Sowohl für die Schrotte, deren Herkunft und Zusammensetzung anhand der vorliegenden Daten nicht zu beurteilen ist, als auch für die weiteren Sekundärmaterialien werden zur Bereitstellung für den Prozeß die Transportaufwendungen bilanziert. Eine weitergehende Aufbereitung wird ihnen nicht angelastet. Genese der Kennziffern: Massenbilanz: Bezogen auf eine Tonne Reinmetall aus der Verarbeitung sekundärer Rohstoffe müssen nach #1 rund 1040 kg Schrotte und 580 kg sonstige Sekundärrohstoffe eingesetzt werden (Schrotte und weitere Sekundärrohstoffe werden in GEMIS summarisch betrachtet). Als Kuppelprodukte entstehen nach #1 pro Tonne Kathodenkupfer 10 kg Anodenschlamm und 20 kg Nickelsulfat. Sie werden wie oben beschrieben in GEMIS als Reststoffe mitbilanziert. Eine nachgeschaltete Schwefelsäureproduktion ist nicht notwendig. Durch diese fehlende Stufe in der Rauchgasreinigung werden aber höhere Anforderungen an den Input hinsichtlich des Quecksilber- und Schwefelgehaltes gestellt. Wie bei der Primärkupfererzeugung wird auch hier die Schlackenmenge von 530 kg/t Reinmetall als Reststoff bilanziert. Energiebedarf: Disaggregierte Daten für die einzelnen Prozeßschritte innerhalb der Prozeßeinheit liegen nicht vor. Der Energiebedarf ist über den gesamten Prozess aggregiert. Er setzt sich zusammen aus dem Brennstoffbedarf und dem elektrischen Energiebedarf. Als Brennstoff im Prozess wird Steinkohlenkoks angenommen (#1). Summarisch müssen nach #1 damit 9,2 GJ/t bereitgestellt werden. Diese werden direkt in den Prozessen und nicht in Kesseln in Prozesswärme umgesetzt. Neben dem Brennstoffbedarf besteht ein Strombedarf von 3,8 GJ/t. Der Strombedarf wird über das elektrische Netz (Grundlast) bereitgestellt. Prozessbedingte Luftemissionen: Für die Darstellung der prozessbedingten Luftemissionen ist wichtig, daß die Brennstoffe unter prozessspezifischen Bedingungen direkt in den Prozess eingesetzt werden. Daher können die Emissionen in GEMIS nicht über eine Verbrennungsrechnung bestimmt werden. Daher werden die Daten aus #1 und #2 übernommen, die über Messungen in den Betrieben ermittelt wurden . Die einzelnen Werte sind in der folgenden Tabelle dargestellt: Tab.: Emission von Luftschadstoffen bei der Verhüttung und der Raffination von Sekundärkupfer durch den Einsatz von Brennstoffen (#1). Schadstoff Menge in kg/t Reinmetall NOx 1,96 SO2 3,92 Staub 0,21 CO2 1230 CO 3,08 HC 0 Wasserinanspruchnahme: Zur Wasserinanspruchnahme dieses Prozesses liegen keine Informationen vor. Eine fehlende Angabe ist hier allerdings nicht als nicht existierende Wasserinanspruchnahme zu werten. Abwasserinhaltsstoffe: Wie zur Wasserinanspruchnahme liegen auch zur Abwasserbilanz nur unzureichende Werte vor. Es wird eine Abwassermenge von <1 m³/t Produkt bilanziert (#1). Angaben zu den Abwasserinhaltstoffen wurden wegen der als gering abgeschätzten Relevanz nicht erhoben (#2). Reststoffe: Zusätzlich zu den bereits im Rahmen der Massenbilanz erwähnten Reststoffen fallen weiterhin 120 kg/t Reinmetall Flugstäube an (#1). Damit wird insgesamt eine Reststoffmenge von 680 kg/t Reinmetall bilanziert. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Recyclate gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2005 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 61,7% Produkt: Metalle - NE
Blei aus Bleierzverhüttung (Primärblei) und Recycling (Sekundärblei), Angaben in #1 basieren auf Mengen und Energiedaten aus (Boustead 1979) für die Primärbleierzeugung und auf #2 für die Sekundärbleierzeugung. Genese der Daten: Es werden folgende Angaben gemacht Mengeninput Einheit Primärblei Sekundärblei berücksichtigt: Strom GJ/t 3,18 0,08 Diesel in Baumaschinen GJ/t 0,89 - Industriekohlenfeuerung GJ/t 7,3 - Erdgas in Feuerung GJ/t 6,3 1,04 Sprengstoff kg/t 5,6 - Kalkstein kg/t 120 - Eisenerz kg/t 70 - Emissionen, Blei kg/t 3 0,2 Nicht berücksichtigt: Stahl unlegiert kg/t 17 Transport Emissionen: As kg/t 0,3 - Cd kg/t 0,0055 0,0025 Hg kg/t 0,003 - Zn kg/t 0,11 0,3 Wichtige Angaben fehlen, z.B. die So2-Emissionen wie die Schwefelsäureproduktion.
Systemraum: Erzförderung bis zur Herstellung von primärem Quecksilber Geographischer Bezug: Weltmix Zeitlicher Bezug: 2000-2004 Weitere Informationen: Betrachtung des Bergbaus, der Konditionierung und der Verarbeitung zu metallischem Quecksilber in Hochöfen Die Bereitstellung von Investionsgütern wird in dem Datensatz nicht berücksichtigt. Allgemeine Informationen zur Förderung und Herstellung: Art der Förderung: Untertagebau Roherz-Förderung: China 74,3% Kirgisien 16,8% Hg-Gehalt im Jahr 2006 Rohmetall-Herstellung: keine Angabe verfügbar Abraum: k.A.t/t Fördermenge: 1480t/a Reserven: 46000t Statische Reichweite: 31,1a
Mix zur Aufteilung des Imports von Primäraluminium in die BRD. Allokation: keine Genese der Daten: Aus #1 geht hervor, daß im Jahr 1994 die Primäraluminiumproduktion der Bundesrepublik (ca. 0,5 Mio t) nur ein Drittel des inländischen Verbrauchs (ca. 1,5 Mio t) abdeckte. Die Statistik zeigt ferner, daß die Direktimporte der BRD von Primäraluminium auf mehrere Dutzend Länder verteilt sind, wobei ein Schwerpunkt auf West- und Osteuropa liegt. Von einer Berücksichtigung der Primärproduktion dieser Staaten wurde Abstand genommen, da Europa (ohne östliche Staaten) als Ganzes ca. 2 Mio t weniger Primäraluminium produziert als selbst verbraucht, d.h. Nettoimportregion für Primäraluminium ist (#1). Aus diesem Grund wurde für die Zusammensetzung des Primäraluminiumdispatchers in GEMIS ein anderes Vorgehen gewählt. Es sind dies mit den folgenden Nettoexporten im Jahr 1994 (nach Abzug der Primäralumiumimporte der Staaten): Norwegen 0,66 Mio t GUS 2,40 Mio t Australien 0,94 Mio t Tropen 1,35 Mio t Unter Tropen sind Brasilien, Venezuela sowie Schwarzafrika zusammengefaßt. Kanada wurde als Nettoexporteur nicht berücksichtigt, da es im wesentlichen die Unterversorgung der USA bei Primäraluminium deckt.
Systemraum: Erzförderung bis Mangan in regionalen Lagern Geographischer Bezug: Europa Zeitlicher Bezug: 2003 - 2004 Weitere Informationen: Mix aus Elektrolyse (25%) und elektrothermischer Produktion (75%) Die Bereitstellung von Investionsgütern wird in dem Datensatz nicht berücksichtigt. Allgemeine Informationen zur Förderung und Herstellung: Art der Förderung: Tage- und Untertagebau Roherz-Förderung: Südafrika 19,3% Australien 18,4% China 13,4% Brasilien 11,5% Gabun 11,3% Ukraine 6,9% Indien 6,8% im Jahr 2006 Rohmetall-Herstellung: keine Angaben verfügbar Abraum: 1:1,5t/t Fördermenge: 11934000t/a Reserven: 460000000t Statische Reichweite: 38,5a
Die Modellierung des Umweltprofils „Aluminium, Knetlegierung“ umfasst die Aufwendungen und Emissionen der Herstellung einer Knetlegierung als Produktionsmix aus 70 % Primär-, und 30 % Sekundäraluminium. Enthalten sind alle relevanten Vorprozesse der Primäraluminiumherstellung sowie der Herstellung von Sekundäraluminium. Produktion: 2055000t
Systemraum: Entnahme aus der Lagerstätte bis Zink in regionalen Lagern Geographischer Bezug: Europa Zeitlicher Bezug: 2000 - 2004 Weitere Informationen: Mix aus 80% hydrometallurgischer und 20% pyrometallurgischer Produktion Die Bereitstellung von Investionsgütern wird in dem Datensatz nicht berücksichtigt. Allgemeine Informationen zur Förderung und Herstellung: Art der Förderung: Untertagebau Roherz-Förderung: China 26% Australien 13,8% Peru 12% USA 7,3% Kanada 7,1% Mexiko 4,8% Kasachstan 4% im Jahr 2006 Rohmetall-Herstellung: China 29,2% Kanada 7,6% N-Korea 6,2% Japan 5,7% im Jahr 2006 Abraum: k.A.t/t Fördermenge: 10000000t/a Reserven: 180000000t Statische Reichweite: 18a
Zink aus Zinkerzverhüttung (Primärzink); Angaben aus #1 basieren auf Mengen und Energiedaten aus (Boustead 1979) für die Primärzinkerzeugung. Es werden folgende Angaben gemacht Mengeninput Einheit Primärzink berücksichtigt: Strom GJ/t 14,5 Diesel in Baumaschinen GJ/t 1,2 Industriekohlenfeuerung GJ/t 20 Erdgas in Feuerung GJ/t 2,37 Sprengstoff kg/t 7 Nicht berücksichtigt: Stahl unlegiert kg/t 21 Transport Emissionen: As kg/t 0,1 Cd kg/t 0,05 Hg kg/t 0,008 Zn kg/t 10 Wichtige Angaben fehlen, z.B. die So2-Emissionen wie die Schwefelsäureproduktion. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Metalle - NE gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2000 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 100% Produkt: Metalle - NE
Zink aus Zinkerzverhüttung (Primärzink); Angaben aus #1 basieren auf Mengen und Energiedaten aus (Boustead 1979) für die Primärzinkerzeugung. Es werden folgende Angaben gemacht Mengeninput Einheit Primärzink berücksichtigt: Strom GJ/t 14,5 Diesel in Baumaschinen GJ/t 1,2 Industriekohlenfeuerung GJ/t 20 Erdgas in Feuerung GJ/t 2,37 Sprengstoff kg/t 7 Nicht berücksichtigt: Stahl unlegiert kg/t 21 Transport Emissionen: As kg/t 0,1 Cd kg/t 0,05 Hg kg/t 0,008 Zn kg/t 10 Wichtige Angaben fehlen, z.B. die So2-Emissionen wie die Schwefelsäureproduktion. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Metalle - NE gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2005 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 100% Produkt: Metalle - NE
Zink aus Zinkerzverhüttung (Primärzink); Angaben aus #1 basieren auf Mengen und Energiedaten aus (Boustead 1979) für die Primärzinkerzeugung. Es werden folgende Angaben gemacht Mengeninput Einheit Primärzink berücksichtigt: Strom GJ/t 14,5 Diesel in Baumaschinen GJ/t 1,2 Industriekohlenfeuerung GJ/t 20 Erdgas in Feuerung GJ/t 2,37 Sprengstoff kg/t 7 Nicht berücksichtigt: Stahl unlegiert kg/t 21 Transport Emissionen: As kg/t 0,1 Cd kg/t 0,05 Hg kg/t 0,008 Zn kg/t 10 Wichtige Angaben fehlen, z.B. die So2-Emissionen wie die Schwefelsäureproduktion. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Metalle - NE gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2020 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 100% Produkt: Metalle - NE