Herkunft und charakteristische Zusammensetzung

Allgemein

Der Abfallstrom der Bearbeitungsöle sowie -emulsionen und -lösungen fällt durch den Gebrauch von Kühlschmierstoffen (KSS) bei der maschinellen spanenden Bearbeitung und mechanischen spanlosen Oberflächenbearbeitung von Metallen an. Fette und Wachse werden vor allem bei Umformprozessen im Bereich der sogenannten Kaltumformung als Prozesshilfsmittel eingesetzt.

Die mitunter komplexen kohlenwasserstoffhaltigen Vielkomponentengemische haben grundsätzlich die Aufgabe,

• die Reibung zwischen einem zu bearbeitenden Werkstück und dem dafür nötigen Werkzeug durch Schmierung zu reduzieren,
• die entstehende Wärme abzuführen (Kühlung des Werkstücks und -zeuges),
• den Metallabrieb bzw. die Späne zu entfernen sowie
• den Korrosionsschutz zu gewährleisten.

Die komplexen kohlenwasserstoffhaltigen Gemische, welche auf mineralischen, synthetischen oder pflanzlichen Ölen basieren, können in

• nichtwassermischbare KSS (gebrauchsfertig, KSS-Öl),
• wassermischbare KSS (konzentriert, zur Anwendung mit Wasser mischen) oder
• wassergemischte KSS (gebrauchsfertig)

unterteilt werden. Bei den Auswahlkriterien für die eingesetzten KSS sowie der Fette und Wachse sind technologische, arbeitsmedizinische und umweltbedingte Anforderungen relevant.

Je nach Anwendungsfall kann die Zusammensetzung der KSS bzw. des Fettes/Wachses sehr unterschiedlich sein und somit auch die Zusammensetzung des entstehenden Abfalls. Grundsätzlich sind die Abfälle durch die gebrauchten Hilfsstoffe, deren ursprüngliche Inhaltsstoffe und Verunreinigungen durch das bearbeitete Werkstück (z. B. Metalle, Schmutz) geprägt. Ein KSS kann aus bis zu 30 verschiedenen Komponenten bestehen, u. a. aus dem Basisöl und Additiven. Additive, z. B. Fettsäuren oder Biozide, werden zur Eigenschaftsverbesserung verwendet.

120106*/07*/10* Bearbeitungsöle

Gemäß DIN 51 385 "Schmierstoffe - Bearbeitungsmedien für die Umformung und Zerspanung von Werkstoffen" (DIN 51385) werden Bearbeitungsöle auch als nichtwassermischbare KSS oder KSS-Öle bezeichnet. Diese sind in der Regel Mischungen aus Grundölen (Basisstoffe), eigenschaftsverbessernden Additiven (Fettsäuren, Phosphor-, Schwefelverbindungen) und Begleitstoffen (z. B. unbeabsichtigte Verunreinigungen wie Schmutz oder Rost). Im noch ungebrauchten Zustand werden die im KSS enthaltenen Stoffe als Primärstoffe bezeichnet. Je nach KSS-Typ und Anforderungen besteht ein KSS-Öl aus mindestens fünf Einzelkomponenten. Halogenhaltige Verbindungen (z.B. Chloralkene) werden in der Regel nicht verwendet, können allerdings aus Altbeständen anfallen.

Die KSS-Öle werden prozessbedingt mit Sekundärstoffen wie Abrieb (z. B. mineralische Bestandteile), Metallen (werkstoffabhängig), Chemikalien (z. B. Bettbahn- oder Hydrauliköle) und Schmutz verunreinigt und verlieren insgesamt mit zunehmender Einsatzzeitihre gewünschten Eigenschaften.
In der Regel werden jedoch Badpflegemaßnahmen ergriffen und die KSS-Öle im Kreislauf gefahren. Eingetragene Späne und Abrieb werden mittels Sedimentation oder Filtration von den Ölen abgetrennt. Die hier entstehenden Bearbeitungsschlämme sind detailliert im Steckbrief 1201 "Bearbeitungsschlämme" beschrieben.
Von verbrauchten KSS-Ölen können Gesundheitsgefahren (z. B. über eine zunehmende Keimbelastung) ausgehen, wodurch ein regelmäßiger Austausch notwendig wird.

120108*/09*Bearbeitungsemulsionen und -lösungen

Gemäß DIN 51385 werden Bearbeitungsemulsionen und -lösungen auch als wassermischbare KSS (Konzentrate), KSS-Emulsionen und -Lösungen bezeichnet. Wassermischbar bezeichnet in der Regel den Anlieferungszustand, es handelt sich um ein Kühlschmierstoffkonzentrat. Erst nach Zugabe von Ansetzwasser entsteht der anwendungsfertige Kühlschmierstoff.

Es wird unterschieden zwischen

• emulgierbaren Kühlschmierstoffen, die bei Mischung mit Wasser eine Öl-in-Wasser-Emulsion bilden und im gebrauchsfertigen Zustand als Kühlschmierstoff-Emulsion bezeichnet werden und
• wasserlöslichen Kühlschmierstoffen, die bei Mischung mit Wasser vollständig in Lösung gehen und deshalb KSS-Lösung genannt werden.

KSS-Emulsionen und KSS-Lösungen sind in der Regel Mischungen aus Wasser, Grundölen (Basisstoffen) und eigenschaftsverbessernden Additiven (z. B. Korrosionsinhibitoren, Mikrobiozide, Antischaummittel) und bestehen, je nach Typ und Anforderungen, aus mindestens fünf Einzelkomponenten (Primärstoffe). Halogenhaltige Verbindungen (z. B. Chloralkene) werden in der Regel nicht mehr eingesetzt, können in Einzelfällen aus Altbeständen anfallen.

Die Emulsionen und Lösungen werden durch den Bearbeitungsprozess mit Sekundärstoffen wie Abrieb, Metallen, Chemikalien und Schmutz verunreinigt. Sie werden in der Regel im Kreislauf gefahren und eingetragene Späne und Abrieb mittels Sedimentation oder Filtration abgetrennt. KSS-Emulsionen und KSS-Lösungen erfordern wegen der Verkeimungsgefahr einen hohen Pflege- und Überwachungsaufwand.

120112* Fette und Wachse

Beim Kaltumformen (Tiefziehen, Hochprägen, Stanzen, Biegen, Kaltfließpressen, Kaltschmieden, Kaltwalzen, Ziehen) von Drähten und Profilen und ggf. bei der Massivumformung von Metallen werden u. a. Fette und Wachse als Schmierstoffe eingesetzt, denen eigenschaftsverbessernde Additive zugesetzt sind, z. B. Antioxidantien, Hochdruck- und verschleißmindernde Zusätze sowie Korrosions- und Hitzebeständigkeitszusätze.

Bei den Additiven handelt es sich, ähnlich den in KSS enthaltenen Additiven, zumeist um halogenfreie Stoffe, z. B. Schwefel- und Phosphatverbindungen. Halogenhaltige Additive, z. B. Chloralkene, werden nur noch selten eingesetzt.

120119* Biologisch leicht abbaubare Bearbeitungsöle

Biologisch leicht abbaubare Bearbeitungsöle, KSS-Öl auf nativer Basis, gewinnen zunehmend an Bedeutung. Insgesamt handelt es sich dabei um Kohlenwasserstoffe auf pflanzlicher oder Esterbasis, die gebrauchsbedingt mit Metallen, Chemikalien, Abbau- bzw. Reaktionsprodukten (aus katalytischen und thermischen Prozessen) und anderen Verunreinigungen angereichert werden und daher als gefährlicher Abfall einzustufen sind. Hintergrund für die Einstufung sind vor allem die enthaltenden Additive sowie die möglichen Schadstoffeinträge aus dem Bearbeitungsprozess.

Bei der Anwendung kann eine höhere Anfälligkeit zur Verkeimung bestehen, wodurch die Standzeiten des Öls im Vergleich zu konventionellen Produkten geringer ausfallen bzw. Biozideinsätze zur Konservierung zunehmen.