Refractory breakouts: Comminution technology validation for MgO-C refractories

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Autoren

Abstract

Recycling ist aus der Feuerfestindustrie nicht mehr wegzudenken. Das Recycling von gebrauchten Feuerfeststeinen zu qualitativ hochwertigen, sekundären Rohstoffen kann dazu beitragen, die Verwendung von primären Rohstoffen zu verringern und damit Lagerstättenreserven zu schonen wie auch den bei Gewinnung, Aufbereitung und Weiterverarbeitung anfallenden CO2-Fußabdruck wesentlich zu reduzieren. Gebrauchte Feuerfeststeine werden gegenwärtig aufgrund ihrer komplexen Zusammensetzungen und Materialeigenschaften nicht maschinell, sondern händisch sortiert. Die im Zuge dieser Masterarbeit durchgeführten Untersuchungen erfolgten schwerpunktmäßig an MgO-C, welches als Feuerfestmaterial häufig verwendet wird. Während der Neuzustellung von Öfen fallen nicht unerhebliche Menge dieser gebrauchten Feuerfeststeine als Abfall an, welcher aktuell im Wesentlichen der Deponierung zugeführt wird. Da das Deponieren mit Kosten verbunden ist, ist das Recycling der MgO-C-Ausbrüche auch aus wirtschaftlicher Sicht bedeutend. In dieser Arbeit liegt der Fokus auf dem Recycling von MgO-C, wobei fünf verschiedene Zerkleinerungstechnologien zur Herstellung ausreichernder Aufschlussverhältnisse für eine nachfolgende Sortierung angewendet werden: Elektrodynamische Fragmentierung im Labormaßstab, elektrodynamische Fragmentierung im semi-industriellen Maßstab, Prallmühle, Kegelbrecher und Backenbrecher. Voruntersuchungen ergaben, dass erste, vollständig frei vorliegende Phasen von MgO-C bereits ab einer Größe von unter 4 mm vorliegen könnten. Die finalen Partikelfraktionen, die im Zuge der Rohgutcharakterisierung und für Trennversuche verwendet wurden, sind 4 - 3.15 mm bzw. 3.15 - 1 mm. Schwimm-/Sink-Analysen wurden durchgeführt, indem die Dichteunterschiede der in MgO-C enthaltenen Phasen genutzt wurden. Um augenscheinliche Farb-Unterschiede zu erkennen, wurden die Proben vor und nach den Schwimm-/Sink-Analysen separat unter einem Mikroskop untersucht. Die Proben wurden anschließend mittels XRF und LECO auf Magnesium- und Kohlenstoff-Anteile vermessen. Mittels Partikelgrößen und Dichtegrenzen wurde festgelegt, welche Sortierprozesse für die Erzeugung von angereicherten MgO und Kohlenstoff wie gut geeignet sind. Wie zu erwarten war, zeigen die ermittelten Henry-Reinhardt-Diagramme auf, dass sich Kohlenstoff in einer Dichteklasse von < 3,0 g/cm³ anreichert, während sich MgO in einer Dichteklasse von > 3,0 g/cm³ anreichert. Umfangreiche Merkmalsklassenanalysen wurden an einigen der erzeugten Fraktionen der Zerkleinerungsprodukte angewandt, um jenes Zerkleinerungsaggregat zu eruieren, welches das Freilegen der enthaltenen Phasen und das daran angeschlossene Trennen bestmöglich begünstigt. Die Ergebnisse legen nahe, dass sowohl Backenbrecher als auch Kegelbrecher geeignete Aggregate für diesen zwingend erforderlichen Prozessschritt sind.

Details

Titel in ÜbersetzungFeuerfestausbruchmaterial: Validierung von Zerkleinerungsmethoden für MgO-C Feuerfeststeine
OriginalspracheEnglisch
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung28 Juni 2024
StatusVeröffentlicht - 2024