Tills nu, avfallsdäck har använts främst för att återvinna energikällor:Endast små andelar av kimröket som finns i dessa däck återvinns, eftersom mineralaska står för cirka 20 procent av dess innehåll. En ny process utvecklad av Fraunhofer Institute for Building Physics IBP kan isolera nästan all denna aska – vilket gör att både kimrök och mineraler från askan kan återanvändas.

Cirka tre kilo kimrök – även känd som industrisot – finns i ett standardbildäck. Här är problemet:Att producera ett ton kimrök, vi behöver cirka 1,5 ton fossila resurser och stora mängder vatten; processen genererar upp till tre ton koldioxid. Det skulle vara fullt vettigt, sedan, att återvinna kimrök som finns i uttjänta däck. Detta är en enorm källa till råmaterial:Cirka fyra miljarder uttjänta däck har redan samlats på deponier, ytterligare cirka 1,8 miljarder lägger till högen varje år. Tills nu, vi har huvudsakligen återvunnit oljor, som i sin tur används som energikälla för industriella processer eller som råvara i raffinaderier, från dessa däck – precis som från konstruerat gummi. Kimröket som återvanns under pyrolysprocessen, å andra sidan, förblir i stort sett oanvänd:mineralaska, bestående av tillsatserna – främst silikatföreningar och zinkkomponenter – som används för att tillverka däck står för upp till 20 procent av denna kimrök.

Renat kimrök från uttjänta däck

På uppdrag av RCB Nanotechnologies GmbH från München, forskare vid Fraunhofer IBP i Valley, Tyskland, har utvecklat en avmineraliseringsprocess för att frigöra det återvunna kimröket från dess mineralbelastning. "Det återvunna kimröket som behandlats på detta sätt är nästan fritt från mineralrester, så att den kan användas upp till 100 procent för däckens sidoväggar, till exempel. Med andra ord, det finns inget behov av att lägga till någon primär kolsvart. Den kan därför helt ersätta de ursprungliga industriella materialen, säger Dr Severin Seifert, Group Manager på Fraunhofer IBP. För att ge oss en uppfattning:Om inte demineraliseras, bara tio procent av det återvunna kimröket kan läggas till det primära materialet. Dessutom:Avmineraliseringsprocessen genererar inte bara högkvalitativt industriellt sot. Mineralerna återvinns också med en hög renhetsgrad och kan återanvändas för industriella tillämpningar.

Men hur lyckas forskarna rena den kolsvart/aska-blandning som skapas under pyrolysprocessen i den utsträckning som krävs? "Genom att använda en våtkemisk metod, " förklarar Christian Kaiser, Projektledare på Fraunhofer IBP. "För att uttrycka det enkelt:Vi placerar (rå) kolsvart/aska-blandningen tillsammans med olika tillsatser i en reaktor, blanda den med vätska och kör en definierad tryck- och temperaturkurva. De enskilda ämnena extraheras selektivt från blandningen." Vad som till en början kan låta väldigt enkelt är faktiskt en mycket komplex process:Parametrarna och tillsatserna måste ställas in på ett sådant sätt att endast ett visst mineral, så homogen som möjligt, extraheras från blandningen åt gången. Förutom det, temperatur och tryck måste hållas på en måttlig nivå, så att processen är tekniskt genomförbar utan några större begränsningar. Och vi får inte använda för mycket tillsatser heller. Det är viktigt att ha koll på de ekonomiska aspekterna, processen kan inte bli för dyr. Därför, forskarna återvinner en del av tillsatserna, sluter materialcykeln även här. Resultatet av avmineraliseringsprocessen:Högrent återvunnet kimrök för användning i däck och andra gummiprodukter, samt färgämnen (masterbatch) för plastapplikationer, silikater, som kan användas i byggmaterialindustrin eller för färgämnen, till exempel, och även zinksalter för ett brett spektrum av tillämpningar.

Industrianläggningen är redan under uppbyggnad

En pilotanläggning med en reaktorvolym på 200 liter finns redan – och kommer att vara i drift för vidare forskning vid Fraunhofer IBP i Valley under de kommande två åren. Syftet är att göra återvunnen kimrök användbar även för andra industriella tillämpningar. Grundprocessen har redan patenterats, RCB Nanotechnologies GmbH är exklusiv licenstagare. Företaget arbetar för närvarande med att skala upp processen för industriellt bruk:Produktionshallen är redan byggd, reaktorvolymen för en produktionslinje förväntas vara cirka 4000 liter. Betydelse:Varje timme, en produktionslinje kommer att frigöra 400 kg återvunnet kimrök från askan – det är 2500 ton per år. I det sista expansionsskedet, anläggningen som helhet kommer att ha en årlig kapacitet på bara 30, 000 ton.

På längre sikt, Tanken är att göra övergången från en batchprocess till en kontinuerlig process. Potentiella intressenter har redan uttryckt sitt intresse:"Våra partners får nu fler förfrågningar om prover än vi kan hantera, " säger Kaiser. "I slutändan, den återvunna kimrök som raffinerats på detta sätt är en första trovärdig och hållbar lösning för att ersätta industriellt sot."