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Featured researches published by Hans Martens.


Archive | 2016

Recycling mineralischer Baustoffe und Verwertung von Schlacken und Aschen

Hans Martens; Daniel Goldmann

Unter mineralischen Baustoffen fasst man unterschiedliche nichtmetallische anorganische Produkte und Materialien zusammen, die fur die Errichtung von Gebauden, Brucken, Strasen, Staudammen, Mauern, Ofen usw. Anwendung finden. Einige dieser Produkte (keramische Bausteine, Tonrohre) zahlen zur Keramik. Eine zweite Gruppe besteht aus naturlichen ungebundenen Gesteinen (Schotter, Natursteine, Kies) und wird in diesem Buch in Verbindung mit dem Einsatz von Recyclingbaustoffen behandelt. Die fur das Recycling wichtige dritte Gruppe sind die Bindebaustoffe, die durch hydraulische oder hydrothermale Erhartungsvorgange mineralischer Materialien (Zement, Kalkstein, Sand, Kies, Schlackengranalien) zu Formteilen (Kalksandstein) oder ganzen Baugruppen (Beton) verfestigen. Die Motivation fur das Recycling von mineralischen Baustoffen liegt schwerpunktmasig auf der


Archive | 2016

Stufen der Recyclingkette

Hans Martens; Daniel Goldmann

Um sich den technischen Fragestellungen im gesamten Recycling- bzw. Verwertungsprozess zu nahern, ist zunachst der Weg des Abfalls vom jeweiligen Anfallort bis zum finalen Einsatz der Sekundarrohstoffe in geeignete Produktionsprozesse zu charakterisieren. Grundsatzlich lasst sich diese Verwertungsskette in 4 Stufen gliedern, die je nach Abfallart zum Teil oder vollstandig durchlaufen werden mussen.


Archive | 2016

Thermische Verfahrenstechniken und chemische Verfahren

Hans Martens; Daniel Goldmann

Parallel zu den in Kap. 3 vorgestellten mechanischen Verfahren fur den Aufschluss und die Sortierung von Werkstoffen sowie fur die Abtrennung von Feststoffen aus Flussigkeiten oder Gasen stehen noch zahlreiche thermische Verfahrenstechniken (z. B. Loseverfahren, Destillation, Absorption, Membranverfahren) und chemische Verfahren zur Trennung und Reinigung von festen und flussigen Abfallen zur Verfugung. Diese werden auch zur Abtrennung von Beimengungen, Beschichtungen, Fetten u. a. von der Hauptmasse fester Abfalle eingesetzt und haben in einem solchen Fall den Charakter von Vorbehandlungsprozessen fur die mechanischen Verfahren. Die thermischen Verfahrenstechniken und chemischen Verfahren sind vor allem als wesentliche Verarbeitungsstufe im Anschluss an die mechanischen Aufbereitungsstufen erforderlich. Dazu gehort beim Recycling von metallischen Werkstoffen und Glaswerkstoffen an erster Stelle der Schmelzprozess. Schlacken und Aschen aus solchen thermischen Prozessen konnen wiederum durch nachgeschaltete mechanische Aufbereitungsprozesse weiterbehandelt werden. Zudem sind verschiedene physikalische, chemische und elektrochemische Loseprozesse fur metallische Werkstoffe, Kunststoffe und feste Abfalle im Einsatz. Besondere Bedeutung haben physikalische und chemische Prozesse fur die erforderliche Stofftrennung und Stoffreinigung in Schmelzen und Losungen sowie fur die danach erforderliche Abscheidung der reinen festen Stoffe aus Losungen. Fur die weniger haufigen flussigen und gasformigen Abfalle sind praktisch nur thermische und chemische Verfahrenstechniken einsetzbar.


Archive | 2016

Recycling von Papier

Hans Martens; Daniel Goldmann

Papier ist ein Werkstoff aus Pflanzenfasern, der in dunnen Schichten (Blatter) verwendet wird. Der Zusammenhalt der Fasern entsteht durch Verfilzung und Eigenverklebung. Das unbehandelte Naturpapier wird meist durch Beschichtungen (Streichen, Impragnieren, Pergamentieren, Kaschieren) veredelt. Pappe unterscheidet sich vom Papier durch die Starke der Schicht und die ungebleichten Fasern (braune Ware). Die eingesetzten Pflanzenfasern sind Holzschliff, Zellstoff und Altpapier-Fasern. Holschliff wird durch das mechanische Zerfasern von Holz hergestellt. Zellstoff wird aus Holzschnitzeln durch eine nasschemische Behandlung (Soda, Natriumsulfit) bei ca. 160 °C erzeugt. Dabei werden die Zellstofffasern vom Lignin getrennt. An dieses Kochen schliesen sich Wasch- und Bleichprozesse (Sauerstoff, Wasserstoffperoxid ) an. Bleichmittel aus Chlorverbindungen kommen nicht mehr zur Anwendung (Bildung giftiger chlororganischer Verbindungen). Die Verwendung der Altpapier-Fasern erfordert eine vorausgehende mehrstufige Aufbereitung des Altpapiers (Aussortierung von Fremdstoffen, Zerfasern, Bleichen, Reinigen), um die Sekundarfasern zu gewinnen. In deutschen Papierfabriken deckte Altpapier im Jahr 2011 71 % des Rohstoffeinsatzes ab. Entsprechend der angestrebten Papierqualitat wird meist eine Mischung aus Primar- und Sekundarfasern verwendet, die in Wasser suspendiert (Stoffloser) und einem Mahlprozess unterzogen werden. Das Mahlen hat die Aufgabe, die Fasern zu quetschen und zu fibrillieren (Spaltung in der Langsrichtung), um die Verfilzung und Eigenverklebung der Papierschicht zu gewahrleisten. Dieser Pulpe werden verschiedene Hilfsstoffe zugesetzt. Solche Hilfsstoffe sind Fullstoffe (Kaolin, Calciumcarbonat, Titandioxid), Leimstoffe und Farben (Pigmente, Farbstoffe).


Archive | 2016

Manuelle und mechanische Verfahrenstechniken zur Aufbereitung von Abfällen und zur Schadstoffentfrachtung

Hans Martens; Daniel Goldmann

In diesem Kapitel werden die Grundlagen der eingesetzten Prozesse zur Schadstoffentfrachtung, Demontage und Aufbereitung behandelt. Die Verfahren der mechanischen Aufbereitung haben sich weitgehend aus den Verfahren fur die Aufbereitung fester mineralischer Primarrohstoffe entwickelt und werden hier gemas der klassischen Abfolge:


Archive | 2016

Recyclinggerechte und umweltgerechte Gestaltung von Produkten

Hans Martens; Daniel Goldmann

Die recyclingorientierte Gestaltung von Produkten wird von Politik, Gesellschaft und einigen handelnden Akteuren aus der Wirtschaft seit langem eingefordert. Hierzu sind vier grundsatzliche Anmerkungen voraus zu schicken.


Archive | 2016

Recycling von Glas und Keramik

Hans Martens; Daniel Goldmann

Die Werkstoffe dieser Gruppe bestehen uberwiegend aus Silikaten und in geringerem Umfang aus Oxiden (Al2O3, MgO, ZrO2) oder Carbiden bzw. Nitriden (SiC, BN, AlN, Si3N4). Die vorliegenden anorganischen Verbindungen zeichnen sich durch eine grose thermische und meist auch chemische Stabilitat aus. Diese Eigenschaften resultieren bei den Silikaten vor allem aus der grosen Stabilitat der Si–O-Bindung, die als SiO4-Baugruppe (SiO4-Tetraeder) in kristallinen und glasigen Silikaten die Grundstruktur bildet. Als Bindungspartner der silikatischen Anionenkomplexe sind hauptsachlich die Oxide Al2O3, CaO, MgO, FeOn, Na2O und K2O zu nennen. Zur Herstellung der Werkstoffe werden relativ gunstige silikatische Rohstoffe (Ton, Kaolin) verwendet, die in der Grundsubstanz aus Alumosilikaten bestehen sowie Quarzsand (SiO2). Dazu kommen die ebenfalls preiswerten carbonatischen Rohstoffe Kalkstein (CaCO3) und Dolomit (CaCO3 ∙ MgCO3) (sowie bei Glasern Soda – Na2CO3). Durch Erhitzen (Brennen) der vorgeformten Materialien bis zum Sintern entstehen die festen Formteile (Ziegel, Feuerfeststeine, Tonwaren, Porzellan, technische Keramik). Werden Quarz, Silikate und Oxide bzw. Carbonate in geeigneten Massenverhaltnissen bis zum Schmelzen erhitzt, dann lauft in den Rohstoffmischungen eine vollstandige Stoffumwandlung ab. Bei entsprechender Mischung und Temperaturfuhrung entstehen amorph erstarrende Glaser.


Archive | 2016

Grundlagen der Kreislaufwirtschaft

Hans Martens; Daniel Goldmann

Bei der Produktion wirtschaftlicher Guter, bei deren Gebrauch sowie am Ende ihrer Nutzungszeit entstehen Abfalle. Im KrWG ist der Abfallbegriff wie folgt definiert: ″Abfalle im Sinne des Gesetzes sind alle Stoffe oder Gegenstande, deren sich der Besitzer entledigt, entledigen will oder entledigen muss.″


Archive | 2016

Recycling von Altfahrzeugen

Hans Martens; Daniel Goldmann

Auf Grund der international standig steigenden Anzahl an produzierten und betriebenen Kraftfahrzeugen und des deshalb steigenden Anfalls an stillgelegten Fahrzeugen ergibt sich in allen Landern ein erheblicher Handlungsbedarf zur Nutzung der Materialressource Altfahrzeug und zur Neutralisation des enthaltenen Schadstoffpotentials. Weltweit wurden 2014 fast 68 Millionen PKW produziert, in Deutschland 5,6 Millionen. In Deutschland fahren z. Zt. etwa 40 Millionen PKW, davon wurden 2012 rund 3,2 Mio. abgemeldet. Die Nutzungsdauer der abgemeldeten PKW betragt im Durchschnitt 12 Jahre. In einigen anderen Industriestaaten sind die Verhaltnisse analog (EU, Japan). Von den in Deutschland 2012 stillgelegten 3,2 Mio. PKW gelangten nur 0,48 Mio. als Altfahrzeuge zu einer inlandischen Verwertung. 1,35 Mio. PKW wurden als Gebrauchtfahrzeuge exportiert und der Verbleib der restlichen 1,38 Mio. PKW ist ungeklart (Diebstahl, nicht offentliche Nutzung, illegaler Export) [12.2, 12.5]. Der Export von Altautos bedeutet allerdings fur die Industrielander einen erheblichen Verlust an Sekundarrohstoffen, der oft auch ein globaler Verlust ist, da in der Dritten Welt haufig keinerlei Recycling stattfindet. Die Ausfuhr unbehandelter Fahrzeuge ist zwar rechtlich unzulassig, da aber die Abgrenzung zwischen alterem Gebrauchtfahrzeug und Altfahrzeug nicht sauber festzulegen ist, wurde bis jetzt kein Losungsansatz fur diese Problematik gefunden. Bei einem weltweiten Durchschnittsalter fur die Verschrottung von PKW von etwa 15 Jahren spiegelt der derzeitige globale Anfall an Altfahrzeugen die Ausschleusequote fur die Baujahre rund um die Jahrtausendwende wieder. Der weltweite Bestand lag zu der Zeit bei knapp 800 Mio. Fahrzeugen. Diese Zahl wird sich nach verschiedenen Quellen bis zum Jahr 2030 etwa verdoppelt haben. Damit verdoppeln sich auch die Altfahrzeugstrome, wobei in gesattigten Markten wie Deutschland kein Zuwachs mehr zu erwarten ist. Was das fur einen Einfluss auf die Exportstrome haben wird, lasst sich heute noch nicht abschatzen.


Archive | 2011

Recycling von metallischen Werkstoffen und metallhaltigen Abfällen

Hans Martens; Daniel Goldmann

Die metallischen Werkstoffe sind auf Grund ihrer herausragenden technischen Eigenschaften (mechanische Festigkeit und Elastizitat bei hohen und niedrigen Temperaturen, elektrische und thermische Leitfahigkeit usw.) nach Qualitaten und Masse die groste Werkstoffgruppe. Dementsprechend ist der Anfall an nicht mehr verwendungsfahigen metallischen Werkstoffen in Form von Neuschrotten sowie Alt- oder Sammelschrotten und metallhaltigen Altprodukten auserordentlich umfangreich. Bereits im Vorwort wurde auf die jahrtausendalte Tradition des Recyclings von Altmetallen verwiesen, die aus ihrem geringen Wertverlust am Ende der Nutzungszeit und den relativ unkomplizierten Recyclingverfahren resultieren. Deshalb kann heute ein bedeutender Anteil des Metallbedarfs weltweit durch Recycling abgedeckt werden.

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Daniel Goldmann

Clausthal University of Technology

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