Es handelt sich bei der Abfallgruppe 1611 um Abfälle aus thermischen metallurgischen und nichtmetallurgischen Prozessen. Metallurgische Prozesse sind z. B. die Eisen- und Nichteisenmetallerzeugung und das Metallgießen. Nichtmetallurgische Prozesse sind z. B. die Abfallverbrennung, die Herstellung von Glas, Keramik, Zement, Kalk und Gips sowie die Energieerzeugung aus flüssigen und festen Brennstoffen.

In dieser Abfallgruppe werden nur die Ofenausbrüche und feuerfesten Auskleidungen der thermischen Anlagen behandelt, z. B. der Öfen, Tiegel und Pfannen.

Andere Abfälle, die bei diesen thermischen Prozessen anfallen, sind folgenden Abfallgruppen zuzuordnen:

• 1001 Abfälle aus Kraftwerken und anderen Verbrennungsanlagen
• 1002 Abfälle aus der Eisen- und Stahlindustrie, z. B. Schlacken und Stäube
• 1003 bis 1008 Abfälle aus der thermischen Nichteisenmetallurgie, z. B. Schlacken, Krätzen und Stäube
• 1009 und 1010 Abfälle vom Gießen von Eisen und Stahl bzw. von Nichteisenmetallen
• 1011 bis 1013 Sonstige Abfälle aus der Herstellung von Glas, Keramik, Zement, Kalk und Gips
• 1901 Abfälle aus der Verbrennung oder Pyrolyse von Abfällen

Allgemein

Bei Schmelz- und Verbrennungsprozessen treten hohe Temperaturen auf, die mit einer starken Wärmebelastung der Ofenkonstruktion verbunden sind. Darüber hinaus sind die Wände der Öfen und Brennkammern, je nach Prozess, auch chemischen Belastungen ausgesetzt, z. B. durch aggressive Chemikalien, Schlacken, Schmelzen, Stäube oder Gase. Mechanischer Verschleiß kann ebenfalls auftreten, z. B. beim Befüllen der Anlage mit Feststoffen. Zum Schutz der meist metallischen Konstruktionen wird der Ofen oder die Brennkammer mit feuerfesten Materialien ausgekleidet oder ausgemauert (Zustellung).

Bei den feuerfesten Materialien handelt es sich um anorganische, nicht metallische Materialien, die bei hohen Dauertemperaturen von über 800 °C den korrosiven und erodierenden Bedingungen des jeweiligen industriellen Prozesses standhalten. Die Grundstoffe der feuerfesten Produkte sind im Wesentlichen Kohlenstoff, Siliciumcarbid sowie keramische und mineralische Materialien, meist Silicate oder Oxide von Aluminium, Silicium, Magnesium, Zirkonium und Chrom. Je nach Anforderung werden feuerfeste Materialien mit sauren, basischen oder neutralen Eigenschaften genutzt, die sich nach verschiedenen Systematiken einteilen lassen, z. B. als Werkstoffe mit vorwiegend

• oxidischer Grundmasse
  • sauer: Silica (SiO₂), Zirkondixoid
  • basisch: Magnesit, Dolomit, Magnesit-Chromit, Chromit-Magnesit, Spinell
  • neutral: Chromit, Tonerde
• silicatischer Grundmasse
  • sauer: Quarzschamotte, Schamotte
  • neutral: Korundschamotte
• nicht oxidischem Material
  • neutral: Graphit, Siliciumcarbid

Die feuerfesten Materialien werden im Wesentlichen in folgenden Industrie-Bereichen eingesetzt:

• Roheisen- und Stahlerzeugung
• Nichteisenmetallerzeugung, insbesondere der Massenmetalle Aluminium, Blei, Kupfer und Zink
• Eisen- und Nichteisen-Metallgießereien
• Baustoffherstellung (Zement, Branntkalk, Gips)
• Glas- und Keramikherstellung
• Chemie, Petrochemie
• Kokereien
• Energiegewinnung
• Thermische Abfallentsorgung

Abhängig vom jeweiligen Prozess wird die Ofenauskleidung regelmäßig von Anhaftungen befreit und, je nach Verschleiß, wiederkehrend erneuert. Bei diesen Reinigungs- und Wartungsprozessen der Öfen und Brennkammern fällt der so genannte Ofenausbruch als Abfall an.

Zu beachten ist, dass in der Praxis den Ofenausbrüchen oft andere Abfälle, z. B. Krätzen und Gießereischutt, zugemischt werden. Außerdem können Ofenausbrüche, die vor 1994 eingebaut wurden, Asbest enthalten.

161101* und 161102 Auskleidungen und feuerfeste Materialien auf Kohlenstoffbasis aus metallurgischen Prozessen

Abfälle dieser Art fallen insbesondere bei der Herstellung von Primäraluminium mittels Schmelzflusselektrolyse an. Das Elektrolysebad ist mit einer keramischen Schicht ausgekleidet, auf der sich wannenförmig die aus Kohlenstoff bestehende Kathode befindet, an der das Aluminium entsteht. Die Anode besteht ebenfalls aus Kohlenstoff. Bei der Wartung und Instandhaltung der Anlage entstehen Ofenausbrüche, die vor allem aus Kathodengraphit und Anteilen des feuerfesten Materials bestehen. Ofenausbrüche aus der Primäraluminiumerzeugung weisen prozessbedingt vergleichsweise hohe Fluoridgehalte auf und sind daher in der Regel dem gefährlichen Abfallschlüssel 161101* zuzuordnen.

Beim Schmelzen von sonstigen Nichteisenmetallen werden zum Teil Tiegel als Schmelz- und Transportgefäße eingesetzt, die mit Graphit oder Siliciumcarbid ausgekleidet sind. Die graphithaltigen Ausbrüche fallen ebenfalls unter den Abfallschlüssel 161101* bzw. 161102.

Der Hochofen zur Roheisenherstellung ist innen vollständig mit feuerfesten Materialien ausgekleidet, die sich jedoch abhängig von der Ofenzone und den jeweils dort geltenden Anforderungen unterscheiden. Im Einfüllbereich am oberen Schachtende ist die Temperatur relativ niedrig und die mechanische Beanspruchung groß. Hier werden Ofenauskleidungen z. B. aus Schamotte mit einem Korundanteil von ca. 30-40% eingesetzt. Im Bereich der Winddüsen und der Rast herrschen mit ca. 2000° C die höchsten Temperaturen im Hochofen, so dass hier die Auskleidung z. B. aus Kohlenstoffsteinen besteht. Ofenausbruch, der aus diesen Kohlenstoffsteinen besteht, wird in der Regel dem nicht gefährlichen Abfallschlüssel 161102 zugewiesen.

161103* und 161104 andere Auskleidungen und feuerfeste Materialien aus metallurgischen Prozessen

Die Schmelzöfen und Warmhalteeinrichtungen bei eisen- und nichteisenmetallurgischen Verfahren sind im Allgemeinen mit feuerfestem Material ausgekleidet, z. B. der Hochofen zur Roheisenherstellung (siehe oben), der Konverter zur Stahlherstellung, der Kupolofen zur Gusseisenherstellung, der Drehrohrofen zur Sekundäraluminiumherstellung oder der Tiegelofen sowie andere Öfen und Tiegel aus den verschiedenen Metallgießereien. Je nach Anforderung werden saure, basische oder neutrale Auskleidungen eingesetzt.

Der Ofenausbruch besteht aus dem Auskleidungsmaterial und ggf. anhaftenden Schlacken, Krätzen oder Metallen und Metalloxiden. Gegebenenfalls ist der Ausbruch mit Stoffen verunreinigt, die durch das Rohmaterial, z. B. in der Sekundärmetallurgie, eingetragen werden. Im Allgemein weisen diese Ofenausbrüche keine gefährlichen Eigenschaften auf, was im Einzelfall überprüft werden muss, insbesondere wenn Nichteisenmetalle, z. B. Blei und Nickel, verarbeitet werden.

161105* und 161106 Auskleidungen und feuerfeste Materialien aus nichtmetallurgischen Prozessen

Diese Abfälle entstehen im Wesentlichen in thermischen Kraftwerken, Abfallverbrennungsanlagen, in der Chemie, in Kokereien, bei der Herstellung von Baustoffen (Zement, Branntkalk und Gips) sowie bei der Herstellung von Glas- und Keramikerzeugnissen. Der Ofenausbruch stammt z. B. aus den dort eingesetzten Öfen und Brennräumen oder aus der Isolierung von Aggregaten zur Trocknung von Hilfs- und Einsatzstoffen.

Ofenausbrüche aus thermischen Kraftwerken sind in der Regel nicht gefährliche Abfälle. Ansonsten sind die Ofenausbrüche im Einzelfall zu betrachten und können sowohl der gefährlichen als auch der nicht gefährlichen Abfallart zugeordnet werden. Art und Gehalte an gefährlichen Anhaftungen sind im Wesentlichen bestimmt durch folgende Faktoren:

• Verfahrenstechnik
• thermisch behandelte Materialien, z. B. Abfall
• mit dem Rohmaterial eingetragene Verunreinigungen, z. B. Glasur- und Pigmentrückstände

Allgemein

Ofenauskleidungen und feuerfeste Erzeugnisse sind ungefährliche, mineralische und keramische oder aus Kohlenstoff bestehende Materialien. Bei älteren Anlagen können noch asbesthaltige Auskleidungen im Einsatz sein, so dass hier entsprechend auch asbesthaltige Ofenausbrüche anfallen können. Asbest ist krebserzeugend und darf in Deutschland seit 1994 nicht mehr hergestellt und verarbeitet werden. Künstliche Mineralfasern, die vor 1996 eingebaut wurden, gelten gemäß TRGS 521 - "Abbruch-, Sanierungs- und Instandhaltungsarbeiten mit alter Mineralwolle" (TRGS 521) als krebserzeugend und können im Ofenbau immer noch angetroffen werden.

Nach Gebrauch können Ofenauskleidungen abhängig von der Herkunft mit Schadstoffen verunreinigt sein und gefährliche Eigenschaften aufweisen. Im Vordergrund stehen dabei schädliche Metalle, Metalloxide, Salze und organische Verbindungen.

Feuerfestausbrüche aus der Primäraluminiumherstellung, der Sonderabfallverbrennung und teilweise auch aus der weiteren Nichteisenmetallurgie bzw. -gießerei sind in der Regel als gefährliche Abfälle einzustufen.

In der Glasindustrie ist der Ausbruch der Glasschmelzwannen in der Regel ein nicht gefährlicher Abfall, allerdings können die feuerfesten Einbauten in den Regeneratoren zur Wärmerückgewinnung aus der Abluft hohe Schwermetallkonzentrationen aufweisen. Schwermetallverbindungen gelangen mit der Abluft durch Verstaubung des Gemenges sowie durch Kondensation von verdampften Glasschmelzprodukten in die Regeneratoren.

Ofenausbrüche aus den übrigen Prozessen sind überwiegend ungefährlich. Zur sachgerechten Einstufung und Entsorgung ist stets eine Einzelfallbetrachtung erforderlich.

Neben Asbest bzw. Künstlichen Mineralfasern aus dem Ofenbau können Ofenausbrüche abhängig vom jeweiligen Prozess folgende Schadstoffe enthalten.

Metalle und Halbmetalle

Metalle liegen in der Regel als Oxide, ggf. auch in metallischer Form vor. Art und Gehalte der Metalle im Ausbruch hängen vom jeweiligen Prozess und den dabei verwendeten Einsatzstoffen und Verfahren ab.

In der Metallurgie sind neben Eisen auch die Nichteisenmetalle, z. B. Aluminium, Blei, Kupfer, Chrom, Zink, Zinn, Cadmium, Nickel, Cobalt und Vanadium, von Bedeutung.

In der Baustoffindustrie, insbesondere bei der Zementherstellung, ist das mögliche Vorkommen von Thallium zu beachten.

Außer Eisen, Zinn, Chrom und Vanadium sind alle oben genannten Schwermetalle gewässergefährdend. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Metall feinkörnig (i. d. R. < 1 mm) vorliegt. Cadmium und Thallium sind zudem als akut toxisch und Blei als gesundheitsschädlich eingestuft. Insbesondere Cadmium ist darüber hinaus auch krebserzeugend, reproduktionstoxisch und mutagen. Sensibilisierende Eigenschaften weisen Nickel und Cobalt auf.

In der Glasindustrie wird dem Gemenge zur Herstellung von Bleisilicatgläsern Bleioxid bis zu ca. 30% zugesetzt, wobei einige Spezialgläser auch höhere Bleigehalte erfordern. In Massenglaswaren wird Bleioxid in der Regel nicht mehr verwendet. Zum Färben der Gläser werden der Glasschmelze im Wesentlichen bestimmte Schwermetalloxide zugesetzt, z. B. von Nickel, Eisen, Chrom, Kupfer, Mangan und Cobalt sowie Oxide der seltenen Erden Cer, Praseodym und Neodym. Auch Kaliumchromat dient als Färbemittel. Als Läutermittel werden z. B. Arsentrioxid, Antimontrioxid oder Fluoride/Chloride von Barium verwendet.

Die meisten genannten Metalloxide sind gewässergefährdend. Akut toxisch sind z. B. einige Oxide von Arsen, Cadmium, Cobalt und Thallium. CMR-Eigenschaften weisen z. B. Oxide von Blei, Cadmium und Nickel sowie von Arsen und Antimon auf. Die Oxide von Nickel und Cobalt wirken zudem sensibilsierend. Kaliumchromat und Arsentrioxid sind besonders besorgniserregende Stoffe (SVHC-Stoffe) und in der REACH-VO Anhang XIV im Verzeichnis der zulassungspflichtigen Stoffe aufgeführt.

Werden in verschiedenen Industriebereichen Chromit-haltige Feuerfestmaterialien eingesetzt, kann es je nach Prozessführung durch die hohen Temperaturen zur Bildung von Chrom-VI-Verbindungen kommen, die u. A. krebserregend, mutagen und gewässergefährdend sein können.

Organische Schadstoffe

Bei den organischen Schadstoffen kann es sich um unverbrannte organische Bestandteile oder durch unvollständige Verbrennung neu gebildete Stoffe mit gefährlichen Eigenschaften handeln, insbesondere Polzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), ggf. auch Dioxine und Furane (PCDD/PCDF). Art und Gehalte der organischen Schadstoffe hängen vom Einsatzmaterial und Verfahren ab.

Bei Ofenausbrüchen aus metallurgischen Prozessen ist der Gehalt an organischen Schadstoffen in der Regel gering. Bei Ofenausbrüchen aus der Abfallverbrennung, der Herstellung von Baustoffen und thermischen Kraftwerksprozessen, insbesondere der Energiegewinnung aus Öl, können gefährliche organische Verunreinigungen anhaften, z. B. PAK und ggf. Dioxine und Furane (PCDD/PCDF).

Sonstige Schadstoffe, z. B.

Fluoride

In der Glas- und Keramikindustrie werden Fluoride als Flussmittel eingesetzt, z. B. Kalium- oder Natriumfluorid. Glasschmelzen werden unter anderem durch Fluoride wie Bariumfluorid geläutert, d. h. von Gasblasen befreit. Kathodenausbruch aus der Primäraluminiumherstellung enthält häufig hohe Fluoridgehalte, die unter Anderem aus dem Schmelzmittel Kryolith stammen, so dass dieser Ausbruch in der Regel ein gefährlicher Abfall ist.

Einige Fluoride wie Kalium-, Natrium- und Bariumfluorid sind akut toxisch. Darüber hinaus wirkt Natriumfluorid auch haut- und augenreizend.

Cyanide

Neben den Fluoriden enthält Kathodenausbruch auch akut toxische und gewässergefährdende Cyanide in Konzentrationen von ca. 0,002 - 0,6%.

Gefährliche Abfälle sind in der Abfallverzeichnis-Verordnung (AVV) mit einem Sternchen (*) gekennzeichnet. Von ihnen wird angenommen, dass sie mindestens eine gefahrenrelevante Eigenschaft nach Anhang III der Richtlinie 2008/98/EG besitzen. Einige Abfallarten sind aufgegliedert in gefährliche (*) und in nicht gefährliche Abfälle (sogenannte Spiegeleinträge), bei denen die Einstufung als "gefährlich" vom Gehalt gefährlicher Stoffe abhängig gemacht wird.

Die Regelungen für den Abfallbereich beruhen u. a. auf den Rechtsvorschriften der Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP-Verordnung) und gelten seit dem 01.06.2015 im europäischen Recht. Im deutschen Abfallrecht ist die AVV durch die Verordnung zur Umsetzung der novellierten abfallrechtlichen Gefährlichkeitskriterien geändert worden (siehe hierzu die Rubrik - Aktuelles zur AVV).

In der folgenden Tabelle wird aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht die vollständige Stoffeinstufung dargestellt, die bei Bedarf in Stoffdatenbanken, z. B. Einstufungs- und Kennzeichnungsverzeichnis der ECHA (EU), GESTIS (DE), GisChem (DE), GSBL (DE) oder IGS (NW), verlinkt im Quellenverzeichnis, nachgesehen werden kann.

In der folgenden Tabelle sind Links zur Abfallanalysendatenbank ABANDA angegeben, mit deren Hilfe Sie Informationen zur chemischen Zusammensetzung der Abfälle erhalten. Zu jeder Abfallart ist in der Tabelle die Anzahl der vorhandenen Analysen angegeben. (Bei weniger als 10 Analysen sind keine sinnvollen statistischen Auswertungen möglich und es wird deshalb nicht nach ABANDA verlinkt).

Vermeidung

Ofenausbrüche entstehen bei regelmäßigen Wartungsarbeiten und können grundsätzlich nicht vermieden werden. Durch operative Maßnahmen, z. B. Wahl der Einsatzstoffe, Steuerung des Prozesses und Standzeitverlängerung der Ofenausmauerung, kann der Anfall an Ofenausbrüchen minimiert und ggf. die qualitative Zusammensetzung verbessert werden.

Sammlung und Bereitstellung

Ofenausbrüche sollten nach Möglichkeit sortenrein erfasst werden, um eine sachgerechte und ordnungsgemäße Verwertung bzw. Beseitigung zu ermöglichen. Die sortenreine Erfassung ist in der Praxis immer dann schwierig, wenn in einem Aggregat, z. B. dem Hochofen, unterschiedliche Feuerfesterzeugnisse eingesetzt worden sind.

Ofenausbrüche, mit Ausnahme der Herkunftsbereiche Primäraluminiumherstellung und der Sonderabfallverbrennung, besitzen in der Regel ein geringes Umweltgefährdungspotenzial und werden als Massengut gehandhabt, für deren Lagerung und Bereitstellung befestigte Flächen bzw. gängige Container ausreichen.

Ofenausbrüche, insbesondere aus der Aluminiumherstellung und der Sonderabfallverbrennung, enthalten dagegen meist gefährliche, auslaugbare Stoffe, z. B. Fluoride. Diese Ofenausbrüche müssen in geschlossenen Behältnissen, z. B. in Big Bags oder in abgedeckten Containern, gelagert oder bereitgestellt werden. Der Zutritt von Feuchtigkeit sollte vermieden werden, so dass auch eine Lagerung in überdachten Hallen sinnvoll ist.

Verwertung

Ofenausbrüche werden in der Regel stofflich verwertet und dazu meist vorbehandelt, z. B. um werthaltige Metalle aus metallurgischen Ausbrüchen oder den Kohlenstoffanteil aus Kathodenausbruch der Primäralumiumherstellung abzutrennen. Die metallhaltigen Fraktionen werden metallurgisch verwertet. Der separierte Kohlenstoffanteil kann z. B. bei der Produktion von Steinwolle eingesetzt werden, wobei die Schadstoffe durch die hohen Prozesstemperaturen zerstört werden. Die Kohlenstofffraktion kann aber auch als Ersatzbrennstoff thermisch verwertet werden.

Weiterhin werden Ofenausbrüche im Bergbau als Versatzbaustoff unter- und übertägig verwertet, ggf. erst nach einer Vorbehandlung zur Immobilisierung der Schadstoffe. Eine andere baustoffliche Verwertung ist grundsätzlich möglich, scheitert aber häufig an den vergleichsweise geringen Mengen, den unzureichenden Eigenschaften, z. B. aufgrund der porösen Struktur, sowie der möglichen Auslaugung von Schadstoffen ohne vorherige Immobilisierung. Ein Teil der Ofenausbrüche kann nach geeigneter Aufbereitung erneut als Feuerfestmaterial bzw. Zuschlag zur Produktion von Feuerfestmaterialien eingesetzt werden.

Beseitigung

Ofenausbrüche, sofern sie als nicht gefährliche Abfälle eingestuft sind, werden allgemein auf Deponien der Deponieklasse I und II (DK I und DK II) abgelagert. Als gefährlich eingestufte Ofenausbrüche sind auf Deponien der Deponieklasse III (DK III) zu entsorgen.

Hier finden Sie die im Steckbrief aufgeführten relevanten Vorschriften und Arbeitshilfen.