Sicherheit, Abfallrecht und REACH rund um Sägeslurry und Siliciumcarbid
Sägeschlamm wirkt harmlos: eine graue, zähe Suspension. Tatsächlich bündelt er mehrere Themen des Arbeits- und Umweltschutzes: reaktives Siliciumpulver, das Wasserstoff bildet, feine Stäube, Metallabrieb und eine Flüssigkeit, die als Abfall oder als Rohstoff gelten kann. Dieser Artikel ordnet die wichtigsten Punkte ein. Er ersetzt keine Gefährdungsbeurteilung und keine Rechtsberatung im Einzelfall.
Gefahren im Betrieb
Wasserstoff aus Silicium
Frisch erzeugte Siliciumoberflächen reagieren mit Wasser, besonders in alkalischem Milieu, unter Bildung von Wasserstoff. Das betrifft wässrige Kühlflüssigkeiten beim Diamantdrahtsägen, wasserhaltige Glykol-Slurries und vor allem die alkalische Reinigung von Körnung in der Aufbereitung. Eine Patentanmeldung zu Schneidflüssigkeiten bezeichnet den Wasserstoff als mögliche Explosionsgefahr in der Fertigung (US 2011/0240002 A1). Praktische Folgen für Anlagen sind Belüftung, Gaswarneinrichtungen, Vermeidung geschlossener Gaspolster in Tanks und ein Explosionsschutzkonzept.
Staub und Staubexplosion
Getrocknete Siliciumfeinstoffe sind brennbar. Eine Patentschrift zur Aufbereitung weist ausdrücklich darauf hin, dass ultrafeines Silicium wegen möglicher Staubexplosionen gefährlich zu handhaben ist (EP 2 274 767 A2). Trocknung, Mahlung und Abfüllung von Feinstoffen gehören deshalb in eine Explosionsschutzbetrachtung.
Siliciumcarbid-Staub und -Fasern
Die IARC hat 2017 in Band 111 ihrer Monographien bewertet: berufliche Expositionen bei der Acheson-Herstellung als krebserregend (Gruppe 1), faserförmiges SiC als möglicherweise krebserregend (Gruppe 2B) und SiC-Whisker als wahrscheinlich krebserregend (Gruppe 2A) (IARC Monographs Vol. 111, „Some Nanomaterials and Some Fibres“). In der EU hat der Ausschuss für Risikobeurteilung der ECHA am 9. März 2018 eine Stellungnahme zur harmonisierten Einstufung von Siliciumcarbid-Fasern mit einem Durchmesser unter 3 µm, einer Länge über 5 µm und einem Längen-Durchmesser-Verhältnis von mindestens 3:1 angenommen (ECHA, RAC-Stellungnahme). Die Einstufung betrifft diese Faserform, nicht Siliciumcarbid-Korn im Allgemeinen. Maßgeblich für den Betrieb sind die geltende Einstufung nach der CLP-Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 und das Sicherheitsdatenblatt des Lieferanten; Sicherheitsdatenblätter verschiedener Hersteller unterscheiden sich hier teils deutlich.
Metalle und Chemikalien der Aufbereitung
Die Aufbereitung verwendet Laugen und Säuren, um Silicium und Metall von der Körnung zu lösen (siehe Aufbereitung und Rückgewinnung). Damit entstehen metallhaltige Lösungen und Schlämme, die ihrerseits behandelt werden müssen.
Abfall oder nicht? Die rechtliche Einordnung
Die Abfallhierarchie
Die europäische Abfallrahmenrichtlinie 2008/98/EG legt in Artikel 4 eine Rangfolge fest: Vermeidung, Vorbereitung zur Wiederverwendung, Recycling, sonstige Verwertung (etwa energetisch) und zuletzt Beseitigung. In Deutschland setzt das Kreislaufwirtschaftsgesetz (KrWG) diese Rangfolge in § 6 um. Die Aufbereitung einer Slurry, die als Schneidmittel in die Säge zurückkehrt, steht in dieser Hierarchie weit oben.
Nebenprodukt und Ende der Abfalleigenschaft
Ob eine gebrauchte Slurry überhaupt Abfall ist, hängt vom Einzelfall ab. Die Richtlinie kennt zwei Wege, auf denen ein Stoff nicht (mehr) als Abfall gilt:
- Nebenprodukt (Artikel 5 der Richtlinie, § 4 KrWG): ein Stoff, der bei einer Herstellung anfällt, dessen Weiterverwendung gesichert ist, der ohne weitere, über die normale industrielle Praxis hinausgehende Behandlung verwendet werden kann und dessen Verwendung rechtmäßig ist.
- Ende der Abfalleigenschaft (Artikel 6 der Richtlinie, § 5 KrWG): Ein Abfall verliert diese Eigenschaft, wenn er ein Verwertungsverfahren durchlaufen hat und Bedingungen erfüllt, unter anderem eine übliche Verwendung, einen Markt, die Einhaltung technischer Anforderungen und Rechtsvorschriften sowie keine schädlichen Auswirkungen auf Mensch und Umwelt.
Für Betriebe hat diese Frage praktische Folgen: Ist die Slurry Abfall, gelten unter anderem Pflichten zu Nachweis, Transport und Genehmigung der Behandlungsanlage.
Abfallschlüssel
Wird ein Rückstand als Abfall entsorgt, muss er einem Schlüssel des europäischen Abfallverzeichnisses zugeordnet werden (Beschluss 2014/955/EU; in Deutschland die Abfallverzeichnis-Verordnung). Viele Abfälle haben „Spiegeleinträge“: einen gefährlichen, mit Sternchen markierten und einen nicht gefährlichen Schlüssel. Welcher gilt, hängt von der tatsächlichen Zusammensetzung ab, also etwa von Glykol, Metallgehalt und Additiven. Einen pauschal richtigen Schlüssel für „Sägeschlamm“ gibt es deshalb nicht; die Zuordnung ist Aufgabe des Abfallerzeugers, oft in Abstimmung mit der zuständigen Behörde.
REACH: Pflichten für zurückgewonnene Stoffe
Die REACH-Verordnung (EG) Nr. 1907/2006 verlangt grundsätzlich die Registrierung von Stoffen, die in Mengen ab einer Tonne pro Jahr hergestellt oder eingeführt werden (Artikel 6). Für die Aufbereitung ist eine Ausnahme wichtig: Nach Artikel 2 Absatz 7 Buchstabe d sind Stoffe, die in der EU zurückgewonnen werden, von der Registrierung befreit, wenn derselbe Stoff bereits registriert ist und dem Rückgewinner die erforderlichen Informationen, etwa das Sicherheitsdatenblatt, vorliegen. Das setzt voraus, dass der zurückgewonnene Stoff tatsächlich derselbe ist wie der registrierte, also in Identität und Verunreinigungen vergleichbar.
Wer aufbereitetes SiC-Korn oder Glykol weitergibt, ist außerdem für die Kommunikation in der Lieferkette verantwortlich, insbesondere für ein zutreffendes Sicherheitsdatenblatt.
Checkliste für Betreiber
- Gefährdungsbeurteilung für Wasserstoffbildung in allen wasserhaltigen Stufen.
- Explosionsschutz für Trocknung und Handhabung von Siliciumfeinstoffen.
- Staubschutz bei SiC-Pulvern, Einstufung nach aktuellem Sicherheitsdatenblatt.
- Klare Entscheidung und Dokumentation: Nebenprodukt, Abfall zur Verwertung oder Ende der Abfalleigenschaft.
- Abfallschlüssel auf Basis einer Analyse der tatsächlichen Zusammensetzung.
- REACH-Status des zurückgewonnenen Stoffs prüfen und Sicherheitsdatenblätter aktuell halten.
Zum Hintergrund der Stoffströme siehe Warum Slurries aufbereitet werden und Sägeverlust und Siliciumrückgewinnung.
Slurry & AufbereitungWarum Slurries aufbereitet werden
Kosten, Abfallrecht und Rohstoffwert: was für die Wiederverwendung von Siliciumcarbid und Glykol spricht.
Slurry & AufbereitungAufbereitung und Rückgewinnung
Zentrifugen, Hydrozyklone, Ätzen, Verdampfen: die fünf Grundschritte der Slurry-Aufbereitung.
Sicherheit & UmweltSägeverlust und Siliciumrückgewinnung
Wie viel Silicium in der Schnittfuge verloren geht, warum es schwer zurückzugewinnen ist und welche Wege beschrieben sind.