TY - THES

T1 - Selektive Zitronensäurelaugung von LD - Schlacke

T2 - Optimierung der Reaktionsbedingungen und Säureregeneration

AU - Schinnerl, Georg

N1 - nicht gesperrt

PY - 2022

Y1 - 2022

N2 - Etwa 650.000 t LD - Schlacke fallen pro Jahr bei der Stahlherstellung in den österreichischen Stahlwerken der voestalpine an. Der österreichische Gesetzgeber beschränkt den Einsatz als Recyclingbaustoff im Straßenbau in der bituminösen Binderschicht mit lebensdauerlanger Verantwortung des Herstellers. Diese Verantwortung gilt auch für mögliche zukünftige Schadstoffe, die derzeit nicht berücksichtigt werden. Verfahrensalternativen zum Recycling der LD - Schlacke werden daher in unterschiedlichen Projekten des der K1 – MET Programmes betrachtet. In dieser Arbeit im Rahmen des Projektes 1.2 (Utilization of Metallurgical Slags) wird selektive Laugung mit Zitronensäure untersucht, um die in der Schlacke enthaltenen eisenhaltigen Oxide (Magnesiowüstit, Ca- und Mg-Ferrite) mit der geringstmöglichen Menge an Phosphor, der nur in Dicalciumsilikat enthalten ist, zurückzugewinnen. Basierend auf der bekannten Testmethode für bioverfügbaren Phosphor wurde Zitronensäure auf ihr Potenzial als industrielles Laugungsmittel getestet. Im Literaturteil wurde auf LD - Schlacke, ihre produzierten Mengen, die Probleme einzelner Inhaltsstoffe auf ihre Weiterverwendung und auf selektive Laugung eingegangen. Auch die Herstellung von Zitronensäure, sowie die Gewinnung von Phosphor aus den Eluaten wurden betrachtet. Im experimentellen Teil wurden an industrieller LD – Schlacke der voestalpine Stahl GmbH systematische Tests für optimale Auslaugungsbedingungen bezüglich Wasserbeladung der Schlacke, Auslaugzeit, Temperatur und pH - Wert durchgeführt. Auch kombinierte Mahlung und Laugung und eine Kombination mit Kohlensäure war Gegenstand der Untersuchungen. Aufgrund des hohen Säureverbrauchs lag besonderes Augenmerk auf der Regeneration der Zitronensäure. Die Ergebnisse werden auf der Grundlage von Massenbilanzen unter besonderer Berücksichtigung des Inhaltsausbringens von Fe und P im Rückstand präsentiert. Das Auflösen von Fe ließ sich fast gänzlich vermeiden, allerdings löst sich P noch nicht vollständig (P Verbleib von 17,47 %). Die Möglichkeit der Regeneration der Zitronensäure wurde nachgewiesen.

AB - Etwa 650.000 t LD - Schlacke fallen pro Jahr bei der Stahlherstellung in den österreichischen Stahlwerken der voestalpine an. Der österreichische Gesetzgeber beschränkt den Einsatz als Recyclingbaustoff im Straßenbau in der bituminösen Binderschicht mit lebensdauerlanger Verantwortung des Herstellers. Diese Verantwortung gilt auch für mögliche zukünftige Schadstoffe, die derzeit nicht berücksichtigt werden. Verfahrensalternativen zum Recycling der LD - Schlacke werden daher in unterschiedlichen Projekten des der K1 – MET Programmes betrachtet. In dieser Arbeit im Rahmen des Projektes 1.2 (Utilization of Metallurgical Slags) wird selektive Laugung mit Zitronensäure untersucht, um die in der Schlacke enthaltenen eisenhaltigen Oxide (Magnesiowüstit, Ca- und Mg-Ferrite) mit der geringstmöglichen Menge an Phosphor, der nur in Dicalciumsilikat enthalten ist, zurückzugewinnen. Basierend auf der bekannten Testmethode für bioverfügbaren Phosphor wurde Zitronensäure auf ihr Potenzial als industrielles Laugungsmittel getestet. Im Literaturteil wurde auf LD - Schlacke, ihre produzierten Mengen, die Probleme einzelner Inhaltsstoffe auf ihre Weiterverwendung und auf selektive Laugung eingegangen. Auch die Herstellung von Zitronensäure, sowie die Gewinnung von Phosphor aus den Eluaten wurden betrachtet. Im experimentellen Teil wurden an industrieller LD – Schlacke der voestalpine Stahl GmbH systematische Tests für optimale Auslaugungsbedingungen bezüglich Wasserbeladung der Schlacke, Auslaugzeit, Temperatur und pH - Wert durchgeführt. Auch kombinierte Mahlung und Laugung und eine Kombination mit Kohlensäure war Gegenstand der Untersuchungen. Aufgrund des hohen Säureverbrauchs lag besonderes Augenmerk auf der Regeneration der Zitronensäure. Die Ergebnisse werden auf der Grundlage von Massenbilanzen unter besonderer Berücksichtigung des Inhaltsausbringens von Fe und P im Rückstand präsentiert. Das Auflösen von Fe ließ sich fast gänzlich vermeiden, allerdings löst sich P noch nicht vollständig (P Verbleib von 17,47 %). Die Möglichkeit der Regeneration der Zitronensäure wurde nachgewiesen.

KW - LD-Schlacke

KW - Zitronensäure

KW - selektive Laugung

KW - BOF- slag

KW - citric acid

KW - selective leaching

M3 - Masterarbeit

ER -