TY - BOOK

T1 - Verwertungsstrategien von Wälzschlacke

AU - Pichler, Christoph

N1 - gesperrt bis 11-02-2020

PY - 2015

Y1 - 2015

N2 - Im Rahmen des Forschungsvorhabens „Verwertungsstrategien von Wälzschlacke“ erfolgte eine Ausarbeitung der Möglichkeiten zur Behandlung von Wälzschlacke. Auf der Basis von theoretisch erarbeiteten Grundlagen fanden verschiedenste Untersuchungen im Labor- und Technikums- bzw. erweitertem Technikumsmaßstab statt, um die geeignetste Verwertungsstrategie zu ermitteln. Bei Wälzschlacke handelt es sich um einen Reststoff, welcher beim Recycling von Stahlwerksstaub anfällt. Dabei findet hauptsächlich der beim Schmelzen von Schrott im Elektrolichtbogenofen anfallende Flugstaub Verwendung, da dieser große Mengen des Wertmetalls Zink beinhaltet. Bezogen auf die aktuelle, jährliche Stahlproduktion entstehen weltweit ca. 9,7 Mill.t Staub pro Jahr, wovon 43 % einem Recycling zugeführt werden. Der Wälzprozess hat einen Marktanteil von 80 % bei der Aufarbeitung von Stahlwerksstäuben. Als Produkt wird dabei das Wälzoxid erzeugt, welches in der primären Zinkproduktion Absatz findet. Als Reststoff verbleibt die Wälzschlacke, welche bedingt durch Verunreinigungen mit Schwermetallen keine weitere Verwendung findet. Aufgrund der noch vorliegenden Wertmetallinhalte und der sich ändernden Rahmenbedingungen bei der Deponierung, ist die Entwicklung eines Verfahrenskonzeptes zum Recycling dieses Reststoffes erstrebenswert. Im Zuge dieser Arbeit fanden Untersuchungen zur Verringerung der Gehalte an Zink und Blei statt, wobei es neben festen Kohlenstoffträgern zur Verwendung von Pyrolysegas kam, welches bei der Verkokung von Biomasse anfällt. Das dabei entwickelte Konzept zur Verwertung der Wälzschlacke in einer vertikalen Retorte wurde bis zum erweitertem Technikumsmaßstab betrieben. Auf Basis des Gedankens eines Zero-Waste Prozesses, kam es zur Entwicklung der sogenannten simultanen Metallrückgewinnung. Dabei entstanden die Produkte zinkhaltiger Filterstaub, Eisenlegierung und Schlacke. Die Eisenlegierung kann als Schrott in diversen Bereichen Verwendung finden. Aufgrund der entfernten Schwermetalle und dem daraus resultierenden Eluatverhaltens der Schlacke kann diese z.B. in der Zementindustrie als sekundäre Ressource dienen. Dazu erfolgte ebenso eine Ermittlung der dafür nötigen Anforderungen. Laboruntersuchungen in einem Widerstandsofen dienten zur Eingrenzung der Prozessparameter. Darauf folgten Versuche an einem „Top Blown Rotary Converter“ sowie einem „Submerged Arc Furnace“ im Technikumsmaßstab.

AB - Im Rahmen des Forschungsvorhabens „Verwertungsstrategien von Wälzschlacke“ erfolgte eine Ausarbeitung der Möglichkeiten zur Behandlung von Wälzschlacke. Auf der Basis von theoretisch erarbeiteten Grundlagen fanden verschiedenste Untersuchungen im Labor- und Technikums- bzw. erweitertem Technikumsmaßstab statt, um die geeignetste Verwertungsstrategie zu ermitteln. Bei Wälzschlacke handelt es sich um einen Reststoff, welcher beim Recycling von Stahlwerksstaub anfällt. Dabei findet hauptsächlich der beim Schmelzen von Schrott im Elektrolichtbogenofen anfallende Flugstaub Verwendung, da dieser große Mengen des Wertmetalls Zink beinhaltet. Bezogen auf die aktuelle, jährliche Stahlproduktion entstehen weltweit ca. 9,7 Mill.t Staub pro Jahr, wovon 43 % einem Recycling zugeführt werden. Der Wälzprozess hat einen Marktanteil von 80 % bei der Aufarbeitung von Stahlwerksstäuben. Als Produkt wird dabei das Wälzoxid erzeugt, welches in der primären Zinkproduktion Absatz findet. Als Reststoff verbleibt die Wälzschlacke, welche bedingt durch Verunreinigungen mit Schwermetallen keine weitere Verwendung findet. Aufgrund der noch vorliegenden Wertmetallinhalte und der sich ändernden Rahmenbedingungen bei der Deponierung, ist die Entwicklung eines Verfahrenskonzeptes zum Recycling dieses Reststoffes erstrebenswert. Im Zuge dieser Arbeit fanden Untersuchungen zur Verringerung der Gehalte an Zink und Blei statt, wobei es neben festen Kohlenstoffträgern zur Verwendung von Pyrolysegas kam, welches bei der Verkokung von Biomasse anfällt. Das dabei entwickelte Konzept zur Verwertung der Wälzschlacke in einer vertikalen Retorte wurde bis zum erweitertem Technikumsmaßstab betrieben. Auf Basis des Gedankens eines Zero-Waste Prozesses, kam es zur Entwicklung der sogenannten simultanen Metallrückgewinnung. Dabei entstanden die Produkte zinkhaltiger Filterstaub, Eisenlegierung und Schlacke. Die Eisenlegierung kann als Schrott in diversen Bereichen Verwendung finden. Aufgrund der entfernten Schwermetalle und dem daraus resultierenden Eluatverhaltens der Schlacke kann diese z.B. in der Zementindustrie als sekundäre Ressource dienen. Dazu erfolgte ebenso eine Ermittlung der dafür nötigen Anforderungen. Laboruntersuchungen in einem Widerstandsofen dienten zur Eingrenzung der Prozessparameter. Darauf folgten Versuche an einem „Top Blown Rotary Converter“ sowie einem „Submerged Arc Furnace“ im Technikumsmaßstab.

KW - Wälzschlacke

KW - Recycling

KW - Zinkoxid

KW - Stahlwerksstaub

KW - Reststoffe

KW - waelz slag

KW - recycling

KW - zinc oxide

KW - steel mill dust

KW - residues

M3 - Dissertation

ER -