TY - THES

T1 - Technische Eignung und wirtschaftliche Betrachtung der Aufarbeitung komplexer Sekundärrohstoffe

AU - Steinlechner, Stefan

N1 - gesperrt bis null

PY - 2009

Y1 - 2009

N2 - Aufgrund der immer strenger werdenden Umweltauflagen sowie der Forderung nach immer größeren Recyclingraten und um dem Gedanken des nachhaltigen Wirtschaftens gerecht zu werden, wurden in den letzten Jahren eine Vielzahl von Recyclingverfahren entwickelt. In vielen dieser wird nur eine der enthaltenen Wertkomponenten rückgewonnen, weshalb die Wirtschaftlichkeit stark von dem jeweiligen Metall- sowie dem Energiepreis abhängig ist. Auf dieser Erkenntnis basierend wird in der Arbeit ein Prozess betrachtet, in dem es möglich ist, neben der Wertkomponente Zink, auch andere Metalle zu recyclieren. Einen weiteren wichtigen Punkt stellt die Qualität des Hauptproduktes Zinkoxid dar. Das ausgewählte Verfahren ist ein induktiv beheiztes Metallbad, auf dem pyrometallurgisch zinkhältige Sekundärrohstoffe aus verschiedensten Bereichen der Eisen- als auch der Nichteisenmetallurgie aufgearbeitet werden. Untersucht wurden Stäube aus der Kupfersekundärindustrie, Elektrolichtbogenofenstäube aus der Massenstahlerzeugung, Neutrallaugungsrückstände sowie die Wälzschlacke. Dies stellt eine interessante Auswahl der möglichen Sekundärmaterialen aus der metallerzeugenden Industrie dar. Sie umfasst nicht nur verschiedene Industriezweige, sondern auch die Bereiche Pyro- und Hydrometallurgie. Im speziellen Fall der Wälzschlacke wird ein Material betrachtet, welches bereits einen Aufarbeitungsschritt durchlaufen hat. Zur Beurteilung der Reststoffe erfolgte als primärer Schritt eine detaillierte Charakterisierung. Diese gibt Auskunft über den morphologischen Aufbau, die Schmelzbarkeit, die Reduzierbarkeit sowie eventuell notwendige Zuschlagstoffe. Basierend auf dieser Charakterisierung, thermodynamischen Berechnungen und chemischen Analysen wurde eine Massen- und Energiebilanz für eine Behandlung am Metallbad erstellt. Weiters erfolgte die Darstellung des Energiebedarfs für das Erwärmen der Einsatzstoffe, das Decken der Verluste sowie das Aufrechterhalten der Reaktionsbedingungen. Darauf aufbauend wurde eine wirtschaftliche Betrachtung durchgeführt. Basis dafür bildeten bereits bekannte Projekte, Informationen von im Industrieanlagenbau tätigen Unternehmen sowie Angaben aus einschlägiger Literatur. Grundsätzlich zeigt sich das Konzept als wirtschaftlich, wenn durch sinnvolle Prozessführung sowohl die Anzahl der rückgewonnenen Metalle als auch die Qualität der Produkte hoch ist, ohne den Energie- und Investitionsaufwand drastisch zu erhöhen. Im Besonderen sind es die hoch zinkhältigen Stahlwerksstäube sowie die Stäube der Kupfersekundärmetallurgie, welche großes Potenzial zeigen.

AB - Aufgrund der immer strenger werdenden Umweltauflagen sowie der Forderung nach immer größeren Recyclingraten und um dem Gedanken des nachhaltigen Wirtschaftens gerecht zu werden, wurden in den letzten Jahren eine Vielzahl von Recyclingverfahren entwickelt. In vielen dieser wird nur eine der enthaltenen Wertkomponenten rückgewonnen, weshalb die Wirtschaftlichkeit stark von dem jeweiligen Metall- sowie dem Energiepreis abhängig ist. Auf dieser Erkenntnis basierend wird in der Arbeit ein Prozess betrachtet, in dem es möglich ist, neben der Wertkomponente Zink, auch andere Metalle zu recyclieren. Einen weiteren wichtigen Punkt stellt die Qualität des Hauptproduktes Zinkoxid dar. Das ausgewählte Verfahren ist ein induktiv beheiztes Metallbad, auf dem pyrometallurgisch zinkhältige Sekundärrohstoffe aus verschiedensten Bereichen der Eisen- als auch der Nichteisenmetallurgie aufgearbeitet werden. Untersucht wurden Stäube aus der Kupfersekundärindustrie, Elektrolichtbogenofenstäube aus der Massenstahlerzeugung, Neutrallaugungsrückstände sowie die Wälzschlacke. Dies stellt eine interessante Auswahl der möglichen Sekundärmaterialen aus der metallerzeugenden Industrie dar. Sie umfasst nicht nur verschiedene Industriezweige, sondern auch die Bereiche Pyro- und Hydrometallurgie. Im speziellen Fall der Wälzschlacke wird ein Material betrachtet, welches bereits einen Aufarbeitungsschritt durchlaufen hat. Zur Beurteilung der Reststoffe erfolgte als primärer Schritt eine detaillierte Charakterisierung. Diese gibt Auskunft über den morphologischen Aufbau, die Schmelzbarkeit, die Reduzierbarkeit sowie eventuell notwendige Zuschlagstoffe. Basierend auf dieser Charakterisierung, thermodynamischen Berechnungen und chemischen Analysen wurde eine Massen- und Energiebilanz für eine Behandlung am Metallbad erstellt. Weiters erfolgte die Darstellung des Energiebedarfs für das Erwärmen der Einsatzstoffe, das Decken der Verluste sowie das Aufrechterhalten der Reaktionsbedingungen. Darauf aufbauend wurde eine wirtschaftliche Betrachtung durchgeführt. Basis dafür bildeten bereits bekannte Projekte, Informationen von im Industrieanlagenbau tätigen Unternehmen sowie Angaben aus einschlägiger Literatur. Grundsätzlich zeigt sich das Konzept als wirtschaftlich, wenn durch sinnvolle Prozessführung sowohl die Anzahl der rückgewonnenen Metalle als auch die Qualität der Produkte hoch ist, ohne den Energie- und Investitionsaufwand drastisch zu erhöhen. Im Besonderen sind es die hoch zinkhältigen Stahlwerksstäube sowie die Stäube der Kupfersekundärmetallurgie, welche großes Potenzial zeigen.

KW - Neutrallaugungsrückstand Zink Stäube Kupfer Wälzschlacke EAFD Stahlwerksstaub komplexe Reststoffe Sekundärrohstoffe wirtschaftliche Betrachtung Halogene Charakterisierung zinkhaltig Massenbilanz Energiebilanz Pyrometallurgie Hydrometallurg

KW - neutral leaching residue dust waelzslag EAFD electric arc furnace dust complex residues secondary raw material economic outlook treatment halogen hydrometallurgy pyrometallurgy characterization zinc bearing mass balance energy balance

M3 - Masterarbeit

ER -