Glas-Recycling – Wie die Neuaufbereitung von Gläsern funktioniert

Eines der großen Themen der heutigen Zeit ist ohne Frage, wie es gelingt, ressourcenschonend und nachhaltig zu leben und zu wirtschaften, um den Auswirkungen der Klimaerwärmung entgegenzuwirken. Eine der zentralen Fragen für mehr Nachhaltigkeit ist der Ausbau von Recycling, um möglichst wertschöpfend mit den bereits existierenden Materialien und Rohstoffen umzugehen.

In der Plastikverarbeitung ist das Thema Wiederverwertung von besonders großer Bedeutung, nicht nur wegen der immensen Verschmutzung der Weltmeere. Doch auch andere Wertstoffe wie Metalle, Papier und Glas werden recycelt. Für die ökonomische und ökologische Rentabilität des Recyclingprozesses ist entscheidend, wie gut sich Stoffe erneut verarbeiten lassen und ob das resultierende Produkt gleichwertig mit einem neuwertigen Produkt ist.

Gerade bei Glasflaschen wird der Nutzen häufig angezweifelt, da für das Aufschmelzen naturgemäß hohe Temperaturen benötigt werden. Zudem wird durch das höhere Gewicht des Materials im Vergleich zu Plastik beim Transport mehr Kraftstoff verbraucht, wodurch mehr CO₂ verursacht wird. Doch die Verwendung von Glasprodukten und Altglas hat auch entscheidende Vorteile, da der Werkstoff sehr langlebig ist und keine Zusatzstoffe wie Weichmacher enthält. Es lohnt sich daher, dem Glas-Recycling einmal die volle Aufmerksamkeit zu schenken, um den Prozess und dessen Vor- und Nachteile zu entdecken.

Das Recycling verschiedener Glasarten

Ähnlich wie beim Recycling von Plastik ist auch beim Glas-Recycling die Qualität und Zusammensetzung des Ausgangsprodukts entscheidend. Technisch liegt die größte Unterscheidung für den Recyclingprozess in der Art des einzuschmelzenden Glases, welches grob als Behälterglas, Flachglas oder Spezialglas kategorisiert wird.

An die Reinheit von Spezialgläsern werden dabei die höchsten Anforderungen gestellt. Diese besitzen häufig sehr spezifische chemische Zusammensetzungen bei verhältnismäßig kleiner Produktionsmenge, wodurch das Glas-Recycling aus ökonomischer Sicht weniger rentabel wird. Hierzu gehören Quarzglas, Feuerfestglas und Glaskeramiken genauso wie Bildschirmglas und Bleikristall.

Im Gegensatz dazu ist die chemische Zusammensetzung bei Flach- und Behälterglas sehr ähnlich, sodass das Altglas-Recycling rentabel wird. Doch auch bei Flachglas werden sehr hohe Anforderungen an die Qualität gestellt, wodurch nur ein geringer Anteil an recyceltem Glas eingesetzt werden kann. Zu den Flachgläsern zählen hauptsächlich Fenstergläser und Autoglas. Ein Vorteil für das Recycling von Flachgläsern ist, dass diese aufgrund ihrer Einsatzgebiete in der Regel professionell montiert und demontiert werden. Das erleichtert die sortenreine Sammlung, das Bearbeiten und Weiterverarbeitung.

Flachglas-Altgläser werden darüber hinaus häufig für die Produktion von Behältergläsern eingesetzt. Diese machen, mit weitem Abstand, den größten Anteil aller Glasprodukte aus. Im Gegensatz zu den Spezialgläsern und Flachgläsern sind die Qualitätsanforderungen deutlich geringer. Die allseits bekannte Glasflasche kommt in vielen Farben und Größen in Umlauf: Diese große Vielfalt erschwert jedoch die Verwertung. Denn häufig werden Altgläser, die in öffentlichen Containern gesammelt werden, nicht korrekt getrennt, was für das Glas-Recycling zusätzliche Sortierungsschritte bedeutet.

Glasfarben im Recyclingprozess

Für die Färbung der Glasflaschen ist der Anteil enthaltener Metalloxide entscheidend.

Beim Glas-Recycling werden an das Weißglas die höchsten Anforderungen an die Farbreinheit gestellt. Bereits geringe Anteile an Metalloxiden beeinflussen die Farbwahrnehmung. Am unempfindlichsten für Verunreinigungen ist das Grünglas, weshalb Glasflaschen mit blauer und roter Färbung zusammen mit dem Grünglas recycelt werden. Die grüne Farbe entsteht durch hohe Anteile an Eisen- und Chromoxid und überdeckt andersfarbige Bestandteile.

Im Braunglas entsteht die Farbgebung durch den Einsatz von Natriumsulfat und Eisenoxid. Andersfarbige Bestandteile werden von Braunglas weniger gut überdeckt, dafür hält das Glas UV-Strahlung zurück und eignet sich hervorragend für die Aufbewahrung von lichtempfindlichen Lebensmitteln, Chemikalien oder Medikamenten. Für Glasflaschen, die für Lebensmittel eingesetzt werden, kann auch eine Mischfarbe eingesetzt werden, da diese weniger Anforderungen an die Farbreinheit stellt und durch höhere Anteile an Braunglas auch einen gewissen Schutz vor UV-Strahlung bietet.

Aufbereitung von Altglas

Nach einer ersten farblichen Vorsortierung durch den Endverbraucher werden die gesammelten Glasprodukte anschließend weiteren Sortierungsprozessen unterzogen. Im Glasflaschen-Recycling angekommen, findet zunächst eine grobe Vorsortierung statt, bevor das Altgas und die Glasverpackung von großen Walzsystemen zu Scherben zerbrochen wird. Über weitere Siebsysteme werden Fremdbestandteile wie Glaskeramiken, Kristallglas und Porzellan aussortiert, die einen deutlich höheren Schmelzpunkt besitzen und daher das Einschmelzen stören.

Im Anschluss werden die Scherben durch Magnet- und Wirbelstromscheider von Verschlüssen und Etiketten getrennt. Optische Sensoren helfen zusätzlich, falschfarbige Altglas-Scherben auszusortieren.

Die Glasscherben werden nun in einer Prallmühle zu Granulat mit einer Korngröße von 4 bis 31 µm zerrieben. Bestandteile, die noch kleiner sind, werden von den Sensoren bei der Wirbeltrennung nicht mehr ausreichend erfasst und daher aussortiert. Nach einem erneuten Durchlauf der Sortierprozesse mit Magnet- und Wirbelstromscheider ist das Glasgranulat so aufgereinigt, dass es in den Glasschmelzprozess eingeführt werden kann.

Einbringen von Altglas in den Schmelzprozess

Für die traditionelle Glasherstellung aus Rohstoffen werden zum größten Teil natürliche Rohstoffe wie Quarzsand, Kalkstein, Dolomit und Feldspat eingesetzt. Um die gewünschte Oxidkonzentration zu erreichen, werden jedoch auch synthetische Rohstoffe zugegeben, wie zum Beispiel Aluminiumhydroxid, Natriumcarbonat und Kaliumcarbonat sowie Natriumsulfat. Durch das Einbringen von Altglasscherben in den Schmelzprozess und die Schmelze kann der Energiebedarf bei der Aufschmelzung reduziert werden. Ausschlaggebend für die Energieeinsparung ist der Einsatz von Glasgranulat mit möglichst kleiner Korngröße. Nach der aufwendigen farblichen Vorsortierung kann von einer ähnlichen chemischen Zusammensetzung ausgegangen werden, wodurch die jeweilige Farbreinheit erhalten werden kann.

Förderlich ist, dass es durch die Zersetzung von synthetischen Bestandteilen des Rohstoffgemisches zur Gasblasenbildung kommt, welche aufsteigen und zum Durchmischungseffekt beitragen. So spaltet Natriumsulfat bei hohen Temperaturen Schwefeldioxid und Sauerstoff ab. Zusätzlich wird zur Homogenisierung der Schmelze Luft- oder Wasserdampf eingeblasen oder gerührt.

Während des nachfolgenden Läuterprozesses werden die Gasblasen aus der Schmelze entfernt. Die geläuterte Schmelze wird anschließend auf Verarbeitungstemperatur herabgekühlt und schließlich in die gewünschte Form gebracht.

Die Zukunft des Recyclings

Der Anteil eingebrachter Altglasscherben liegt beim Schmelzprozess zwischen 20 und 90 %, je nach Art des recycelten Glases. Beim Glasflaschen-Recycling liegt der Anteil aufgrund des ausgereiften Prozesses am höchsten.

Der Schlüssel für ein noch effektiveres und somit nachhaltigeres Glas-Recycling liegt hauptsächlich in dem weiteren Ausbau der Aufbereitung und Sortierung des Altglases, um den Eintrag von unerwünschten Fremdkörpern zu reduzieren.

Auch um die Recyclingquoten bei Flach- und Spezialglas zu steigern, sind verbesserte vorangeschaltete Aufbereitungsprozesse die Voraussetzung. So ist eines der Probleme bislang, dass durch den speziellen Einsatz von Flachglas, zum Beispiel in der Bauindustrie, dem Altglas häufig Montage- oder Beschichtungsmaterialien wie Klebereste anhaften. Ein weiteres Beispiel ist die Veredelung der Glasscheiben durch die Einfärbung an den Seitenrändern wie bei Autofrontscheiben oder Backofentüren.

Glasreste, die beim Sortieren ausgeworfen werden, da sie den Qualitätsansprüchen nicht genügen, können anderweitig eingesetzt werden. Sie finden unter anderem Einsatz in der Herstellung von Glaswolle, als Betonzuschlagsmaterial, im Straßenbau bei der Asphaltherstellung und als Filterbettmaterial bei der Abwasserreinigung. Auf diese Weise kann das in Deutschland gesammelte Altglas vollständig wiederverwertet werden.

Quellen:
1. H. Martens, D. Goldmann, in „Recyclingtechnik: Fachbuch für Lehre und Praxis“, Springer Fachmedien Wiesbaden, Wiesbaden, 2016, pp. 335-353.
2. A. Pech, G. Pommer, J. Zeiniger, C. Pöhn, A. Zeiniger, M. Chval, in „110.4.1 Glasarten“, Ambra Verlag, 2015, pp. 105-114.
3. M. Heinen, C. Bildstein, in „Praxishandbuch der Kreislauf- und Rohstoffwirtschaft“ (Eds.: P. Kurth, A. Oexle, M. Faulstich), Springer Fachmedien Wiesbaden, Wiesbaden, 2018, pp. 297-310.

Bildquellen:
Beitragsbild | © photophonie – stock.adobe.com
Altglas-Container für Gläser unterschiedlicher Farben | © thomasknospe – stock.adobe.com
Glas-Scherben in einer Aufbereitungsanlage | © Belish – stock.adobe.com