TY - BOOK

T1 - Verhalten aluminiumhaltiger Reststoffe und minderwertiger Aluminiumschrotte beim Recycling unter Berücksichtigung von Sondermetallen

AU - Wibner, Stefan

N1 - gesperrt bis null

PY - 2021

Y1 - 2021

N2 - Aluminium ist ausgehend von der Produktionsmenge das führende Metall in der Nichteisenmetallurgie. Vor allem das Recycling aluminiumhaltiger Reststoffe hat in den letzten Jahren stark zugenommen und wird auch zukünftig weiter an Bedeutung gewinnen. Aufgrund der hohen Affinität des Aluminiums zu Sauerstoff ist die Oxidation des Schmelzbades unvermeidbar, wodurch sich an der Oberfläche Krätze bildet. Diese stellt wegen des metallischen Aluminiuminhaltes einen wertvollen Reststoff dar, welcher in weiterer Folge aufzuarbeiten ist. In der vorliegenden Arbeit wird die Verarbeitung der Krätze hinsichtlich des Auspressens zur Rückgewinnung von metallischem Aluminium im industriellen Prozess sowie der nachfolgenden schmelzmetallurgischen Aufarbeitung im Salztrommelofen durch ein Experiment im Laborgroßmaßstab bewertet und optimiert. Zusätzlich findet die Untersuchung der möglichen Aufarbeitung aluminiumhaltiger Reststoffe, welche bei der Sanierung einer Krätzerückstandsdeponie anfallen, statt. Als minderwertige Schrotte werden in der Aluminiumindustrie jene bezeichnet, welche stark mit anderen Stoffen kontaminiert und deren Schmelzausbeuten daher gering sind. Unter Verwendung derartiger Materialien als Einsatzstoffe erfolgen Schmelzversuche im Labormaßstab, welche den Zweikammerofenprozess sowie die Verarbeitung dieser Schrotte unter Schmelzsalz abbilden. Durch umfassende Analysen der bei diesen Experimenten erzeugten Produkte und Reststoffe sowie der Einsatzmaterialien finden Untersuchungen zur Verteilung von Sondermetallen beim Aluminium-Recyclingprozess statt, wobei auf das Element Lithium und die Seltenen Erden eingegangen wird, da diese zukünftig, aufgrund ihrer Anwendungen, vermehrt in den Sekundäraluminiumkreislauf gelangen werden. Analysen zur Ermittlung der Gehalte an Seltenen Erden erfolgen auch beim Umschmelzen der Krätzen. Mithilfe einer thermischen Vorbehandlung ist es möglich, die Schmelzausbeute und Prozesskontrolle beim Einsatz von organisch verunreinigten Aluminiumschrotten zu optimieren. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit finden Labor- sowie Industrieversuche zum Abschwelen von Schrottpaketen in blanker und lackierter Form statt. Damit sind Aussagen zur Mindestdauer der thermischen Vorbehandlung sowie zur optimalen Positionierung von Schrottpaketen im Zweikammerofen möglich. Als weitere Forschungsarbeit wird die Sinnhaftigkeit des zusätzlichen Eintrags von Umgebungsluft in die Schrottkammer des Zweikammerofens zur direkten Nachverbrennung der dort entstehenden Schwelgase untersucht. Die Bewertung des Erfolges dieser gezielten Lufteinbringung erfolgt durch die Messung der Pyrolysegase und der Krätzemengen sowie über die Auswertung verschiedener Ofenparameter.

AB - Aluminium ist ausgehend von der Produktionsmenge das führende Metall in der Nichteisenmetallurgie. Vor allem das Recycling aluminiumhaltiger Reststoffe hat in den letzten Jahren stark zugenommen und wird auch zukünftig weiter an Bedeutung gewinnen. Aufgrund der hohen Affinität des Aluminiums zu Sauerstoff ist die Oxidation des Schmelzbades unvermeidbar, wodurch sich an der Oberfläche Krätze bildet. Diese stellt wegen des metallischen Aluminiuminhaltes einen wertvollen Reststoff dar, welcher in weiterer Folge aufzuarbeiten ist. In der vorliegenden Arbeit wird die Verarbeitung der Krätze hinsichtlich des Auspressens zur Rückgewinnung von metallischem Aluminium im industriellen Prozess sowie der nachfolgenden schmelzmetallurgischen Aufarbeitung im Salztrommelofen durch ein Experiment im Laborgroßmaßstab bewertet und optimiert. Zusätzlich findet die Untersuchung der möglichen Aufarbeitung aluminiumhaltiger Reststoffe, welche bei der Sanierung einer Krätzerückstandsdeponie anfallen, statt. Als minderwertige Schrotte werden in der Aluminiumindustrie jene bezeichnet, welche stark mit anderen Stoffen kontaminiert und deren Schmelzausbeuten daher gering sind. Unter Verwendung derartiger Materialien als Einsatzstoffe erfolgen Schmelzversuche im Labormaßstab, welche den Zweikammerofenprozess sowie die Verarbeitung dieser Schrotte unter Schmelzsalz abbilden. Durch umfassende Analysen der bei diesen Experimenten erzeugten Produkte und Reststoffe sowie der Einsatzmaterialien finden Untersuchungen zur Verteilung von Sondermetallen beim Aluminium-Recyclingprozess statt, wobei auf das Element Lithium und die Seltenen Erden eingegangen wird, da diese zukünftig, aufgrund ihrer Anwendungen, vermehrt in den Sekundäraluminiumkreislauf gelangen werden. Analysen zur Ermittlung der Gehalte an Seltenen Erden erfolgen auch beim Umschmelzen der Krätzen. Mithilfe einer thermischen Vorbehandlung ist es möglich, die Schmelzausbeute und Prozesskontrolle beim Einsatz von organisch verunreinigten Aluminiumschrotten zu optimieren. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit finden Labor- sowie Industrieversuche zum Abschwelen von Schrottpaketen in blanker und lackierter Form statt. Damit sind Aussagen zur Mindestdauer der thermischen Vorbehandlung sowie zur optimalen Positionierung von Schrottpaketen im Zweikammerofen möglich. Als weitere Forschungsarbeit wird die Sinnhaftigkeit des zusätzlichen Eintrags von Umgebungsluft in die Schrottkammer des Zweikammerofens zur direkten Nachverbrennung der dort entstehenden Schwelgase untersucht. Die Bewertung des Erfolges dieser gezielten Lufteinbringung erfolgt durch die Messung der Pyrolysegase und der Krätzemengen sowie über die Auswertung verschiedener Ofenparameter.

KW - Aluminium

KW - Recycling

KW - Schrott

KW - Reststoff

KW - Sondermetalle

KW - aluminium

KW - recycling

KW - scrap

KW - residues

KW - special metals

M3 - Dissertation

ER -