Recycling of refractory metals

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

Abstract

Die Wiederaufbereitung von Materialien und Schrotten, insbesondere im Fall von kritischen Rohstoffen, stellt eine wertvolle Quelle zur Sicherung der Versorgung dar und bietet weiters eine hervorragende Möglichkeit für verarbeitende Betriebe weitgehend unabhängig von Preisschwankungen am internationalen Rohstoffmarkt und Versorgungsengpässen zu operieren. Die vorliegende Arbeit setzt sich zum Ziel, eine Grundlage dafür zu schaffen, die gängige Praxis des Verkaufens und Downcyclens von Refraktärmetallschrott durch einen Recyclingprozess am Standort zu ersetzen, wodurch das Unternehmen die Wertfraktion Schrott im Firmenbesitz halten kann. Das Oxidations- und Sublimationsverhalten einer Mo-Ta- und einer W-Re-Legierung wurde anhand kinetischer Experimente charakterisiert und die zugehörigen Geschwindigkeitsgesetze bestimmt. Der Einfluss verschiedener Prozessbedingungen auf die Trennbarkeit von Mo-Ta-, W-Re-, Mo-Cu-, Mo-W-, Mo-Nb- und Mo-Ti-Legierungen durch Oxidation und Sublimation des Oxids von einem der Legierungselemente wurde durch erste Tastversuche bestimmt. Dabei konnten Produkte von hohem Reinheitsgrad beim Umsetzen von Mo-Ta-, Mo-Nb- und W-Re- Legierungen erzielt werden. Zusätzlich wird eine auf Vakuumtechnologie basierende Trennmethode für Mo-Cu-Verbunde vorgestellt. Durch die statistische Auswertung eines Versuchsplanes konnte eine empirische Formel zur Abschätzung des Einflusses der wichtigsten Prozessparameter (Temperatur, Sauerstoffgehalt im Prozessgas und Korngröße des Einsatzmaterial) auf die Oxidationszeit und die Reinheit der entstehenden Produkte abgeleitet werden. Dadurch lassen sich die Prozessparameter hinsichtlich niedriger Oxidationszeit bei gleichzeitig höchstmöglicher Reinheit der Produkte optimieren. Dies wurde bereits bei der Festlegung der Prozessbedingungen für die Oxidation von Mo-Ta-Spänen in einem Labordrehrohrofen, zur Untersuchung des Einflusses der bewegten Schüttung auf das Oxidations- und Sublimationsverhalten, genutzt. Durch kontinuierliche Anpassung der Prozessparameter waren Mo-Ta-,W-Re- und Mo-Ti-Späne wie auch agglomerierter Mo-W-hältiger Schleifschlamm im Labordrehrohrofen umsetzbar. Den letzten "‘upscaling"’-Schritt stellen Versuche in einem Drehrohr im Industriemaßstab dar. Dabei konnte ein stabiler Prozess mit hoher Produktreinheit und einem Materialumsatz, der einen wirtschaftlichen Recyclingprocess möglich macht, betrieben werden.

Details

Titel in ÜbersetzungRecycling von Refraktärmetallen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Betreuer/-in / Berater/-in
StatusVeröffentlicht - 2015