Herkunft und charakteristische Zusammensetzung

Allgemein

Strahlmittelabfälle entstehen bei der Oberflächenbehandlung von Werkstücken (Strahlgut) mit kornförmigen Materialien (Strahlmittel), die mit hoher Geschwindigkeit auf die zu behandelnden Flächen gestrahlt werden. Es gibt unterschiedliche Strahltechniken / -verfahren, die sich durch die Strahlanwendung (Strahlzweck), die Strahlmittelart und das Strahlsystem (technisches System zur Strahlmittelbeschleunigung) beschreiben lassen, zum Beispiel das Schleuderrad-Verfestigungsstrahlen mit Stahldrahtkorn.

Folgende Anwendungen werden nach dem primären Zweck des Strahlens unterschieden, wobei in der Praxis die einzelnen Anwendungen nicht immer klar voneinander abzugrenzen sind:

• Reinigungsstrahlen zum
  • Putzen (z. B. Entfernen von Gießsand und Gießsandrückständen oder Entfernen von Schnitt- und Gussgraten)
  • Entzundern (Entfernen von Walz- und Schmiedezunder)
  • Entrosten (Entfernen von Rost)
  • Entschichten (Entfernen von Beschichtungen aller Art, z. B. Farben oder Anhaftungen wie Schmutz und Staub)
• Strahlspanen zum
  • Abtragen (z. B. Entfernen von Schichten des Grundwerkstoffes)
  • Trennen (z. B. Zerteilen von Werkstücken)
  • Entgraten (Entfernen von Schnitt- und Gussgraten)
• Oberflächenveredelungsstrahlen mit gezielter Veränderung der Oberflächenstruktur, z. B. zur Erzielung optischer oder haptischer Effekte sowie zur Verbesserung der Haftung nachfolgender Beschichtungen durch
  • Aufrauen
  • Mattieren
  • Glätten
  • Polieren
• Kugelstrahlen zum
  • Verfestigen (Verfestigung/Verdichtung der Oberfläche zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften)
  • Umformen (Formgebung oder Richten von Werkstücken)

Der häufigste und abfallrelevanteste Anwendungsbereich ist das Reinigungsstrahlen, um das Werkstück für weitere Bearbeitungsschritte vorzubereiten, z. B. Lackierung oder elektrochemische Beschichtung.

Der Einsatz des Strahlmittels erfolgt in verschiedenen Strahlsystemen zumeist durch Druckluftstrahlen oder im Schleuderverfahren. Der gewünschte Effekt, z. B. der Abtrag von Verunreinigungen, wird durch die hohe kinetische Energie der Partikel erzielt. In der Praxis überwiegen die trockenen Auftragsverfahren, jedoch sind auch Nassauftragsverfahren (im Gemisch mit Wasser) möglich. Bei den Nassverfahren wird zwischen Feucht-, Nassdruckluft- und Schlämmstrahlen unterschieden. Staubbildung ist bei Nassverfahren nicht vorhanden. Um das anhaftende Strahlmittel zu entfernen, muss jedoch die gestrahlte Oberfläche nach der Bearbeitung mit frischem Wasser abgespült werden, Metallische Strahlmittel sind dabei mit Ausnahme von rostfreien Edelstahl ungeeignet, da diese bei Nässe korrodieren und verklumpen. Bei den kryogenen Verfahren führt die starke Abkühlung auf der Oberfläche des Werkstücks zur Versprödung und dem anschließenden Abplatzen der Oberflächenanhaftung.

Die Art des Strahlmittels (Werkstoff) und die Sorte (Strahlmittelart, Korngröße und -form, Härte) werden dem Anwendungsfall entsprechend gewählt. Es gibt eine Vielzahl verschiedener Strahlmittelsorten zur industriellen Nutzung, die je nach Anforderung hart, weich, kantig (abrasiv) oder kugelformig (verfestigend) sind. Am häufigsten werden mineralische und metallische Strahlmittel hoher Härte in Form von Perlen (z. B. Glas oder Keramik) oder gebrochenen Körnern/Granulat (z. B. Schlacke, Korund) genutzt. In bestimmten Bereichen sind weichere, organische Strahlmittelgranulate im Einsatz, z. B. Nussschalen, Maiskolbenschrot, Kunststoffduroplaste. Die Körnung der Strahlmittel reicht von < 0,1 mm bis über 2 mm.

Die gebräuchlichen Strahlmittel lassen sich grob in folgende Sorten einteilen:

• metallisch
  • Stahlguss (rund oder kantig)
  • Stahldrahtkorn (rund oder zylindrisch)
• mineralisch (natürlich und synthetisch)
  • Quarz-, Granat-, Olivinsande (kantig)
  • Schlacken (kantig)
  • Normal- und Edelkorund (kantig),
  • Glasperlen und Glasbruch (rund bzw. kantig)
  • Keramikperlen und -granulat (rund bzw. kantig)
• organisch (natürlich und synthetisch)
  • Nussschalenschrot, Obstkernschrot, Maiskolbenschrot (kantig)
  • Kunststoffe (alle Kornformen)

Außerdem finden zunehmend kryogene Strahlmittel Verwendung, z. B. Kohlendioxidpellets oder flüssiger Stickstoff beim Kaltgasstrahlen. Mit kryogenen Verfahren können auch empfindliche Oberflächen ohne mechanische Beschädigung und abrasionsfrei gereinigt werden. In bestimmten Anwendungsfällen wird den Mitteln ein Kunststoffgranulat als Abrasionsmittel zugesetzt.

Strahlmittel werden stationär im Rahmen der industriell-gewerblichen Produktion von Metall- und Kunststoffteilen und mobil im Außenbereich auf Baustellen eingesetzt, z. B. bei der Reinigung / Instandhaltung von Leitungsmasten, Brücken, Fassadenabdeckungen. Es werden Umlauf- und Einfachstrahlmittel unterschieden.
Einfachstrahlmittel werden in der Regel nur für Reinigungsanwendungen im Außenbereich verwendet, wo das Auffangen und Rückführen des Strahlmittels technisch nicht realisierbar oder zumindest zu aufwendig ist. Der dabei anfallende Abfall ist ein Gemisch aus Strahlmittel (Hauptanteil) und einem mengenmäßig geringen Anteil von abgestrahlten Verunreinigungen.
Im Produktionsbereich werden mineralische und metallische Strahlmittel in der Regel im Kreislauf gefahren. Die abgetragenen Fremdstoffe und das Feinkorn werden entfernt und das gereinigte Strahlmittel wieder eingesetzt. Bei den Nassverfahren können bei der Aufbereitung des Strahlwassers und der -suspensionen zusätzlich Bearbeitungsschlämme AS 120114/15* anfallen, siehe hierzu den entsprechenden Abfallsteckbrief.
Kryogene Strahlmittel (z. B. Trockeneis) hinterlassen nur die abgestrahlten Verunreinigungen als Strahlmitttelreste, da sie nach Gebrauch als Gas oder Dampf in die Atmosphäre entweichen. Sofern sie ohne Zusatz weiterer Stoffe verwendet werden, bleibt als Rückstand lediglich das abgetragene Material zurück.

Die Abfallrelevanz der Strahlmittelanwendung ist somit durch folgende Faktoren bedingt:

• Art und Menge des Abtrags (Verunreinigungen, alte Beschichtungen, Material des Werkstücks)
• Verschleiß des Strahlmittels, d. h. die anwendungsbedingte Zerkleinerung der Strahlmittelpartikel und Entstehung eines unbrauchbaren Feinkornanteils

120102 Eisenstaub und -teile

Insbesondere bei der Oberflächenbehandlung von Metallen werden häufig Strahlmittel aus Eisen oder Stahl eingesetzt (umgangssprachlich auch Stahlkies genannt). Je nach Aufgabenstellung und Anwendungsbereich kommen Strahlmittel in unterschiedlichen Formen und Korngrößen sowie aus unterschiedlichen Werkstoffen zum Einsatz. Metallische Strahlmittel werden immer im Kreislauf gefahren. Je nach Anforderung genügt das Kreislaufmaterial nach einiger Zeit nicht mehr den prozesstechnischen Anforderungen und muss ausgetauscht werden. Das Austauschmaterial besteht in der Regel fast ausschließlich aus dem Strahlmittel und kann dem Abfallschlüssel 120102 zugeordnet werden. Unter diese Abfallarten fallen außerdem auch sonstige metallische Stäube und Teile aus der Metallverarbeitung.

120116* Strahlmittelabfälle, die gefährliche Stoffe enthalten

Die zugelassenen mineralischen, metallischen und organischen Strahlmittel enthalten keine gefährlichen Stoffe in einstufungsrelevanten Konzentrationen (siehe Hinweis). Anwendungsbedingt können sie sich mit Schadstoffen anreichern und sind dem Abfallschlüssel 120116* zuzuordnen. Dies trifft insbesondere bei folgenden Anwendungsfällen zu:

• Erneuerung des Korrosionsschutzes von Stahlbauwerken (Brücken, andere Stahlbauwerke, Schienenfahrzeuge), z. B.
  • Abtrag von Beschichtungsstoffen mit PCB-Anteilen
  • Abtrag von Beschichtungsstoffen, die Blei, Bleistaub, Bleimennige, Cadmiumcarbonat oder Blei- bzw. Strontiumchromat enthalten
• Wasserbau und Wartung von Schiffen, z. B.
  • Abtrag von Teerepoxidharzen, Steinkohleteerpechen (PAK-haltig)
  • Abtrag von Antifoulingmitteln (zinnorganische Verbindungen) an Schiffskörpern und Unterwasserbauwerken
• Tank- und Siloreinigung, z. B.
  • Abtrag von Blei/Bleiverbindungen (bleimennige-, bleicarbonathaltige Beschichtungen)
  • Abtrag von Zink-, Blei- und Strontiumchromaten in der Beschichtung
  • Abtrag von cadmiumcarbonathaltigen Altbeschichtungen
  • schädliche Verunreinigung des Strahlmittels durch organische oder anorganische Ablagerungen/Anhaftungen (Inhaltsstoffe) von Tank- und Silooberflächen
• Zerspanende, abrasive Strahlanwendung, z. B.
  • Anfall von toxischen oder kanzerogenen Metallen in absorbierter Form (Absorption im Feinstaub), z. B. von Beryllium, Nickel, Kobalt, Cadmium, Antimon

Die Art und Menge der Schadstoffe im gebrauchten Strahlmittel hängen stark von der jeweiligen Anwendung des Strahlmittels ab. Bei Rückständen aus der Aufbereitung von Umlaufstrahlmitteln ist der Anteil an abgetragenem Material in der Regel bedeutend höher als bei den direkt im Strahlraum anfallenden Strahlmittelabfällen.
Die beim Strahlen mit kryogenen Strahlmitteln anfallenden gefährlichen Abfälle werden in der Regel nicht dem Abfallschlüssel 120116* zugeordnet, da das Strahlmittel verdampft ist. Die sachgerechte Abfallartenzuordnung richtet sich vielmehr nach dem abgetragenen Material. Zum Beispiel werden derart abgetragene Farben und Lacke der Abfallart 080117* (Abfälle aus der Farb- oder Lackentfernung) zugeordnet.

120117 Strahlmittelabfälle mit Ausnahme derjenigen, die unter 120116* fallen

Dem Abfallschlüssel 120117 werden die Strahlmittelabfälle zugeordnet, die keine gefährlichen Stoffe aus der Strahlanwendung enthalten. Dies trifft insbesondere auf das Strahlen von Werkstücken aus Eisen-, Stahl- und Nichteisenmetallen sowie Kunststoffen zu, deren abgetragenes Material in der Regel nicht als Gefahrstoff einzustufen ist.