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Metallbaustoffe

Zink wird aus Zinkblende und Zinkspat gewonnen; durch Flotation zunächst Konzentratgewinnung von über 50% Zinksulfit, dann durch Abrösten Zinkoxid, daraus durch thermische Reduktion oder Auslaugen und Elektrolyse reines Zink; als Zinkblech im Bauwesen heute mit geringen Anteilen Titan und Kupfer legiert („Titanzink“).
größte Zinkproduzenten: VR China, Australien, Kanada, Peru, USA; Weltförderung 1999 ca. 7,9 Mio. t

Herstellung

Energieverbrauch (Graue Energie)

Schadstoffe

- vorwiegend aus Verbrennungsprozessen der Energiebereitstellung

Bestandteile

- RHEINZINK®: 99,995% Feinzink (DIN EN 1179), Zusätze ca. 0,09 %Titan und ca. 0,14 % Kupfer (DIN EN 988)

Verfügbarkeit der Rohstoffe

- weltweite Zinkvorräte (1999) ca. 190 Mio. t, Weltförderung (1999) 7,9 Mio. t Zn

Nutzung

Schadstoffe bei der Verarbeitung am Bau

- nein

Schadstoffbelastung im eingebauten Zustand

- durchschnittliche Abschwemmrate für Dächer aus Zink und verzinktem Stahl- blech: ca. 0,5 µm/a bzw. 3,6 g/(m²a)

Rückbau

Entsorgung

- Metallschrott, ohne Fremdanteile zu 100% wiederverwertbar

Verwertung

- Rückführung über Schrotthandel in die Zinkproduktion

Rückbauaufwand

- bei Metallblechen in der Regel gering

Zusammenfassung

Zink im Bauwesen wird vor allem als Bänder und Tafeln für Fassaden und Dächer sowie als Zubehörteile für die Dachentwässerung gehandelt. Rund ein Drittel des Zinkverbrauches in Deutschland wird für den Korrosionsschutz (das Verzinken von Stahl) eingesetzt. Ein Beispiel: 50 kg Zink, zu dessen Produktion ca. 800 MJ erforderlich sind, verlängern das Leben einer mit 9000 MJ erzeugten Tonne Stahl, um den Faktor 3-5.
Die Vorstoffe für die deutsche Zinkproduktion setzen sich aus Importen von Zinkkonzentraten und Rohmetall sowie Sekundärmaterial (Schrott) zusammen. Zinkerz wird hauptsächlich (zu 90 %) im Untertagebau gefördert. Das am meisten zu findende Zinkmineral ist die sulfidische Zinkblende (Sphalerit), mehr als 90 % des Zinks werden aus diesen Erzen mit einem Zinkgehalt von 5 bis 20 % gewonnen. Die Aufbereitung sulfidischer Erze erfolgt wie diejenige von Kupfererz mittels eines Flotationsverfahrens. Problemstoffe bei der Produktion sind Zink selbst, daneben Blei, Cadmium, Quecksilber und Arsen. Gut 80 % der Zinkemissionen verursacht die Metall- und Galvanikindustrie. Die SO₂-Emissionen liegen ähnlich der Kupferindustrie bei 10 g SO₂/kg. Ebenfalls vergleichbar mit →Kupfer ist der Anfall an Schlacke (1kg/kg Zn), die an den Straßenbau verkauft wird. Deponiert werden müssen ein Teil Schlämme (0,6 kg/kg Zn) und Stäube (0,44 kg/kg Zn). Die Graue Energie für Rohzink beträgt ca. 80 MJ/kg, das Umformen zu Blechen oder Profilen benötigt ca. 10 MJ/kg.
Bezüglich Materialintensität werden für 1 t Zink etwa 25 t Gestein bewegt, das ist weniger als ein Fünftel des beim Kupferbau bewegten Rohmaterials (ca. 145 t/t Kupfer). Für 1999 werden die als abbauwürdig angesehenen Zinkvorräte mit 190 Mio. t, die Reserven mit 330 Mio. t angegeben. Nach heutigem Stand kann Zink noch etwa 20 Jahre gewinnbringend gefördert werden, mit zunehmender Substitution durch Sekundärzink lässt sich die Verfügbarkeit weiter sichern. In Deutschland wurden 1999 rund 561 000 t Zink verbraucht, wofür ca. 35% Alt- und Abfallmaterialien eingesetzt wurden. Wie →Kupfer kann Zink mehrmals ohne Qualitätseinbußen recycelt werden. Für den Recyclingprozess beträgt der Energieaufwand 5-10 % des Primärenergieaufwands.
Zink bildet durch die fest haftende Deckschicht aus basischem Zinkcarbonat einen guten Schutz vor Korrosion. Bei frei bewitterten Zinkbaustoffen erfolgt jedoch durch atmosphärische Schadstoffe und Witterungseinflüsse ein langsamer Oberflächenabtrag. Die gelösten Zinkionen gelangen mit dem Regenwasser in die Umwelt und verbleiben in Böden, Gewässern und Sedimenten. Bei Zinkdächern ist mit einer durchschnittlichen Abschwemmrate von 0,5 µm/a zu rechnen, der Eintrag von Zink in die Umwelt wird als mittleres bis starkes Belastungspotential eingestuft (→Zinkblech).
Wie bei vergleichbaren Herstellungsprozessen der Metalle →Kupfer oder →Aluminium ist die Graue Energie für Zinkbaustoffe hoch. Durch Einsatz von Sekundärzink kann die Graue Energie signifikant reduziert werden. Die Recyclingquote bewegt sich seit Jahren zwischen 35-40 %. Die weltweiten Rohstoffvorräte an Zink sind begrenzt und werden auf 20-40 Jahre eingeschätzt. Etwa ein Drittel des Zinkverbrauches wird in Deutschland für den Korrosionsschutz von Stahlbauteilen eingesetzt. Im bewitterten Außenbereich verlängert der Zinküberzug die Lebensdauer von Stahl um ein Mehrfaches. Mit der Zeit wird das Zink jedoch abgetragen und stellt dann ein erhebliches Belastungsmaterial für die Umwelt dar. Durch einen Anstrich der Verzinkung kann die Zinkschicht vor Korrosion geschützt und der Abtrag von Zink auf begrenzte Zeit vermieden werden (→Außenanlagen in Holz). Andere sehr dauerhafte Korrosionsschutzmittel für Metalle mit besserer Umweltverträglichkeit werden gerade am Markt eingeführt. Eine weitere Alternative sind Metallbauteile aus →Aluminium oder →Edelstahl, die als sehr korrosionsbeständig gelten und im Vergleich zu Zink sehr geringe Abschwemmraten aufweisen.

Quellen

- Koordination der Bau- und Liegenschaftsorgane des Bundes: Metalle für Dächer und Fassaden, Bern 2001
- ECOBIS 2000 (Ökologisches Baustoffinformationssystem des Bundesministeriums für Verkehr, Bau- und Wohnungswesen (BMVBW) und der Bayerischen Architektenkammer)