TY - THES

T1 - Bestimmung der Korrelation zwischen Oxidation und Reduktion von magnetitischem Eisenerzkonzentrat

AU - Wolfinger, Thomas

N1 - gesperrt bis 26-10-2023

PY - 2018

Y1 - 2018

N2 - Anhand der steigenden Anforderungen an die stahlerzeugende Industrie hinsichtlich Energieeffizienz und Umweltschutz, wurden in den letzten Jahrzehnten etliche neue Verfahren entwickelt. Einige dieser Verfahren basieren dabei auf der Wirbelschichttechnologie, welche einen direkten Einsatz von Feineisenerz ermöglicht. Bei den in dieser Arbeit untersuchten Feineisenerzen handelt es sich um magnetitische Eisenerzkonzentrate. Die Erze wurden bezüglich deren Fluidisierungs-, Oxidations- sowie Reduktionsverhaltens untersucht. Für die Untersuchung der Fluidisierungseigenschaften kam ein Wirbelschichtreaktor mit einem Siebbodendurchmesser von 68 mm zum Einsatz. Zur Beschreibung der Oxidation waren ein Drehrohrofen in Laborgröße, sowie eine Druck-thermogravimetrische Anlage in Verwendung. Das Reduktionsverhalten wurde ebenfalls mit der Druck-thermogravimetrischen Anlage und mit dem Wirbelschichtreaktor untersucht. Bei den Reduktionsversuchen kamen sowohl unbehandelte als auch voroxidierte feine magnetitische Eisenerzkonzentrate zum Einsatz, welche mit Wasserstoff reduziert wurden. Dabei konnte gezeigt werden, dass die ursprünglich schlechte Reduzierbarkeit des Magnetits durch eine vorgeschaltete Oxidation deutliche verbessert wird. Zudem war es möglich, einen erforderlichen Oxidationsgrad zu definieren, welcher eine ähnliche Reduktionskinetik wie ein hämatitisches Erz gewährleistet. Bezüglich des Fluidisierungsverhaltens der Eisenerzkonzentrate konnte ebenfalls eine Verbesserung durch eine vorgeschaltete Oxidation festgestellt werden. Hierbei wiesen die zunächst kaum fluidisierbaren magnetitischen Eisenerzkonzentrate nach der Oxidation ein äußerst gutes Fluidisierungsverhalten auf. Der Oxidationsvorgang an sich konnte mit Hilfe eines mathematischen Modells hinsichtlich der Kinetik beschreiben werden. Damit besteht die Möglich den limitierenden Mechanismus der Oxidation, bei gegebenen Versuchsbedingungen, zu berechnen.

AB - Anhand der steigenden Anforderungen an die stahlerzeugende Industrie hinsichtlich Energieeffizienz und Umweltschutz, wurden in den letzten Jahrzehnten etliche neue Verfahren entwickelt. Einige dieser Verfahren basieren dabei auf der Wirbelschichttechnologie, welche einen direkten Einsatz von Feineisenerz ermöglicht. Bei den in dieser Arbeit untersuchten Feineisenerzen handelt es sich um magnetitische Eisenerzkonzentrate. Die Erze wurden bezüglich deren Fluidisierungs-, Oxidations- sowie Reduktionsverhaltens untersucht. Für die Untersuchung der Fluidisierungseigenschaften kam ein Wirbelschichtreaktor mit einem Siebbodendurchmesser von 68 mm zum Einsatz. Zur Beschreibung der Oxidation waren ein Drehrohrofen in Laborgröße, sowie eine Druck-thermogravimetrische Anlage in Verwendung. Das Reduktionsverhalten wurde ebenfalls mit der Druck-thermogravimetrischen Anlage und mit dem Wirbelschichtreaktor untersucht. Bei den Reduktionsversuchen kamen sowohl unbehandelte als auch voroxidierte feine magnetitische Eisenerzkonzentrate zum Einsatz, welche mit Wasserstoff reduziert wurden. Dabei konnte gezeigt werden, dass die ursprünglich schlechte Reduzierbarkeit des Magnetits durch eine vorgeschaltete Oxidation deutliche verbessert wird. Zudem war es möglich, einen erforderlichen Oxidationsgrad zu definieren, welcher eine ähnliche Reduktionskinetik wie ein hämatitisches Erz gewährleistet. Bezüglich des Fluidisierungsverhaltens der Eisenerzkonzentrate konnte ebenfalls eine Verbesserung durch eine vorgeschaltete Oxidation festgestellt werden. Hierbei wiesen die zunächst kaum fluidisierbaren magnetitischen Eisenerzkonzentrate nach der Oxidation ein äußerst gutes Fluidisierungsverhalten auf. Der Oxidationsvorgang an sich konnte mit Hilfe eines mathematischen Modells hinsichtlich der Kinetik beschreiben werden. Damit besteht die Möglich den limitierenden Mechanismus der Oxidation, bei gegebenen Versuchsbedingungen, zu berechnen.

KW - Oxidation

KW - Reduktion

KW - Magnetit

KW - Wasserstoff

KW - Oxidation

KW - Reduction

KW - Magnetite

KW - Hydrogen

M3 - Masterarbeit

ER -