Brände durch Schleif- und -Polierabfälle vermeiden

Das Schleifen, Bürsten und Polieren von Aluminium birgt ein hohes Brandrisiko durch die dabei entstehenden Abfälle bzw. Stäube.

Die beim Schleifen, Bürsten und Polieren entstehenden Abfälle / Stäube können sich ohne eine Zündquelle und ohne Sonnenlicht selbstständig erhitzen und so einen Brand auslösen. Schwelbrände in Abfallbehältern und brennende Lkw sind keine Seltenheit. In einem Kooperationsprojekt zwischen der Fraunhofer-Gesellschaft und Menzerna wurden die komplexen Zusammenhänge bei der Selbstentzündung entschlüsselt und Gegenmaßnahmen entwickelt, die funktionieren – die Heat Absorption Technology.

Nicht-oxidierte Aluminiumpartikel haben eine große Affinität zu Sauerstoffatomen in Luft, Wasser und anderen umgebenden Stoffen. Die Aluminiumpartikel oxidieren unter Freisetzung von Wärme. Die Verbrennungswärme von Aluminium ist mit 31 kJ/g sehr hoch – deutlich höher als die von Braunkohle (19 kJ/g) oder Papier (15 kJ/g). Diese Wärme wirkt auf die Öle und Fette, die typischerweise in Schleif- und Polierabfällen vorliegen, und die ein hohes energetisches Potenzial haben. Hinzu kommt, dass die Baumwollfasern der Polierringe wärmedämmend wirken. Sie erhöhen damit zusätzlich die Temperatur im Abfall, beschleunigen so die chemische Reaktion und liefern zudem Brennwert. Es entsteht eine Kettenreaktion, die oft in einem Brand endet. Eine echte Gefahr für Betriebe, die Aluminium schleifen oder polieren.

In der seit Januar 2021 gültigen DGUV-Regel 109-001 werden die von Aluminiumpartikeln ausgehenden Gefahren und möglichen Gegenmaßnahmen explizit beschrieben. Damit hat sich der sogenannte „Stand der Technik“ verändert, weshalb die Gefährdungs-Beurteilungen der betroffenen Arbeitsplätze angepasst werden müssen.

Entsprechendes gilt für das ADR-Regelwerk. Diese Vorschrift regelt Transport, Verpackung, Ladungssicherung und Kennzeichnung beim Transport gefährlicher Abfälle auf der Straße. Die ADR-Regeln nennen Methoden zur Gefährdungsbeurteilung von Abfall mit "Selbsterhitzungsfähigkeit" (S. 401-411). Zeigt eine Abfallprobe gemäß dem ADR-Test eine Selbsterhitzungsfähigkeit, ist sie als „gefährlicher Abfall“ einzustufen und entsprechend zu behandeln. Die dadurch entstehenden zusätzlichen Entsorgungskosten können vermieden werden, wenn Maßnahmen zur Verringerung der Selbsterhitzungsgefahr getroffen wurden.

Bisher bekannte Maßnahmen gegen die Selbsterwärmung von Aluminium-Schleif-, Bürst- und Polierabfällen sind die dauerhafte Lagerung unter Wasser, die Lagerung in kleinen, brandfesten Transportbehältern oder das Verdünnen mit großen Mengen von trockenem und nicht reaktivem Füllstoff. Diese Maßnahmen können funktionieren, sie sind jedoch aufwendig und wirken nicht immer zuverlässig.

• Lagerung unter Wasser wirkt nur temporär. Sobald der Abfall oberflächlich trocknet, kann es wieder zur Selbstentzündung kommen.
• Entsorgung in Spezialbehältern: Kleine dickwandige und brandfeste Sondertransportbehälter führen die Wärme im Abfall an die Behälterwand ab. Diese Entsorgungsvariante erfordert speziell zugelassene, schwere Sonderbehälter. Die beauftragten Spediteure müssen bestimmte Bedingungen erfüllen, was die Entsorgungskosten erheblich steigert.
• Trockenbestaubung: Die Zugabe von trockenem, nicht reaktivem Füllstoff löst zwar das Problem der Selbstentzündung, die Abfallmengen können sich jedoch verzehnfachen. Die Entsorgungskosten steigen dadurch enorm.
• Brandhemmende Additive: Die bisher bekannten, brandhemmenden Produkte verhindern die Selbstentzündung von aluminiumhaltigen Abfällen nicht.

In einem Gemeinschaftsprojekt zwischen Menzerna und der Fraunhofer-Gesellschaft wurden umfangreiche Versuche und Messreihen durchgeführt, mit denen die Wirkungsmechanismen bei der Selbstentzündung von Aluminium-Schleif- und Polierabfällen entschlüsselt werden konnten. Das so entwickelte HAT-Additiv bringt Menzerna-Kunden einen direkten Nutzen und ist ein wichtiges Element im Menzerna-Konzept für die umfassende Unterstützung von Industrie-Kunden.

Die strengeren Vorschriften der neuen DGUV-Richtlinie 109-001 können in vielen Aluminium verarbeitenden Unternehmen zu erheblichen Mehrkosten führen. Die HAT-Additive von Menzerna vermeiden diese Kosten und schützen vor Feuergefahren.

Das HAT-Additiv wird in den Nassabscheider der Absauganlage gegeben. Dort passiviert es die abgesaugten Aluminiumpartikel. Nach Abschluss der Passivierung kann der nicht mehr reaktive Schlamm aus dem Nassabscheider gefördert werden. Der Schlamm trocknet gefahrlos in Abtropfbehältern oder wird in Kammerfilterpressen entwässert. Dieser feuchte Schlamm neigt normalerweise zur Selbstentzündung. Die Gefahr wird jedoch durch die Zugabe des HAT-Additivs von Menzerna eliminiert. Der Abfall wird zu normalem Industrieabfall.