Röntgenfluoreszenz im Metallrecycling: Promotionspreis für Dissertation zur Ressourceneffizienz

Dr. Max Kölking untersuchte in seiner Promotion die simulationsbasierte Bewertung von Röntgenfluoreszenzsortiersystemen für die Aufbereitung kupferhaltiger Produktionsrückstände
© FH Münster/Anna Haas

Wie können kupferhaltige Produktionsrückstände mit möglichst hoher Qualität recycelt werden und welche Umweltwirkungen gehen mit unterschiedlichen Recyclingwegen einher? Mit diesen Fragen beschäftigte sich Dr. Max Kölking, Promovend am Fachbereich Bauingenieurwesen der FH Münster, in seiner Dissertation. Im Fokus steht eine simulationsbasierte Bewertung des Einsatzes von Röntgenfluoreszenzsortiersystemen. Für seine Arbeit wurde Kölking mit dem Promotionspreis der FH Münster ausgezeichnet.

Präzisere Sortierung durch Röntgenfluoreszenzanalyse

Ausgangspunkt der Dissertation war ein bereits eingesetztes Sortiersystem, das Metallschrotte mittels Röntgenfluoreszenzanalyse nach Sorten trennt, beispielsweise Kupfer, Zink oder Messing. Kölking entwickelte das System gemeinsam mit dem Hersteller weiter, um insbesondere Kupferlegierungen genauer sortieren zu können. „Ziel war es, eine vorhandene Technologie so zu optimieren, dass diese differenzierter zwischen den verschiedenen Legierungsklassen unterscheiden kann“, erklärt der Bauingenieur.

Dr. Max Kölking (Mitte) erhielt für seine Dissertation den Promotionspreis der FH Münster. Mit ihm freuen sich Vertreter*innen der Hochschule und der Preisstiftung
© FH Münster/Michelle Liedtke

Die Röntgenfluoreszenzanalyse misst die Elementzusammensetzung einzelner Metallteile und ordnet sie spezifischen Legierungsklassen zu. „Die Röntgenfluoreszenzanalyse erlaubt eine präzise Bestimmung der chemischen Zusammensetzung und bildet damit die Grundlage für eine Klassifizierung und Trennung der Legierungen“, so Kölking. Auf dieser Basis konnte er den Klassifizierungsalgorithmus erweitern und an größeren Materialmengen testen.

Umwelt- und Wirtschaftseffekte im Blick

Im zweiten Schritt untersuchte Kölking, welche ökologischen und ökonomischen Auswirkungen die optimierte Sortierung hat. Er betrachtete die gesamte Prozesskette: vom Eingang des Schrotts beim Aufbereitungsbetrieb bis hin zu Endprodukten wie Kupferkathoden oder Halbzeugen. „Die Qualität der Aufbereitungsprodukte ist ein wesentlicher Einflussfaktor für die Gesamtbilanz eines Recyclingprozesses und muss daher in der Bewertung zwingend mitgedacht werden“, betont er. Anhand des Treibhauspotentials (Global Warming Potential, GWP) und des kumulierten Energieaufwands (KEA) verglich er ein Basisszenario mit einem Szenario, in dem die verbesserte Röntgenfluoreszenzsortierung eingesetzt wird. Ergänzend führte er eine Wirtschaftlichkeitsanalyse durch. Die Ergebnisse zeigen, dass eine präzisere, legierungsspezifische Sortierung sowohl die Produktqualität steigert als auch Potenziale zur Reduktion von Energieverbrauch und Treibhausgasemissionen eröffnet.

Bei der Preisverleihung erläutert Dr. Max Kölking die Bedeutung seiner Forschung zur legierungsspezifischen Sortierung und hochwertigen Verwertung metallischer Produktionsrückstände
© FH Münster/Anna-Lena Spiekermann

Vom Studium zur kooperativen Promotion

Seinen fachlichen Grundstein legte Kölking an der FH Münster: Er studierte Bauingenieurwesen mit der Vertiefungsrichtung „Wasser- und Ressourcenwirtschaft“ und war bereits früh als studentische Hilfskraft tätig. Im Rahmen eines BMBF-Projekts zum Metallrecycling entstand die Idee für sein Promotionsthema. Über eine Qualifizierungsstelle der FH Münster konnte Kölking seine Promotion durchführen – kooperativ mit der RWTH Aachen und betreut von Prof. Dr. Sabine Flamme vom Fachbereich Bauingenieurwesen der FH Münster als Erstgutachterin und Zweitgutachter Prof. Dr. Peter Quicker von der RWTH Aachen.

Im Rahmen seiner Promotion untersuchte Dr. Max Kölking, wie sich kupferhaltige Produktionsrückstände durch Röntgenfluoreszenzsortierung präziser in verwertbare Legierungsfraktionen auftrennen lassen
© privat

Auszeichnung für herausragende Promotionsleistung

Für seine Dissertation wurde der FH-Absolvent mit dem Promotionspreis der FH Münster geehrt. „Die Verleihung des Promotionspreises hat mich sehr gefreut und bestätigt, dass sich der intensive Einsatz in der Forschung gelohnt hat“, sagt der Preisträger. Die Auszeichnung würdigt die besondere Qualität seiner kooperativen Promotion und ihren Beitrag zur Bewertung und Optimierung moderner Sortiertechnologien im Metallrecycling, ein wichtiger Baustein für mehr Ressourceneffizienz und Klimaschutz in der Industrie.

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