TY - BOOK

T1 - Einschmelzen von schwermetallbelasteten Stäuben mit dem Ziel der Rohstoffrückgewinnung

T2 - Entwicklung, Planung, Bau und Inbetriebnahme einer Flash-Reaktor Pilotanlage

AU - Dobay, Franz

N1 - nicht gesperrt

PY - 2017

Y1 - 2017

N2 - Die Produktion von Roheisen und in weiterer Folge Rohstahl in einem integrierten Hüttenwerk ist verknüpft mit dem parallelen Anfall von Reststoffen wie z.B. Schlacken, Schlämme und Stäube. Diese Reststoffe enthalten meist noch sehr hohe Gehalte an Eisen und weiteren, wertvollen Schwermetallen. Stahlwerksstäube bspw., die in nicht vernachlässigbaren Mengen anfallen und weltweit heute noch zum Großteil deponiert werden, haben hohe Eisen- und Zinkgehalte. Steigende Rohstoffpreise und Deponiekosten erhöhen jedoch den Druck in Richtung Rückgewinnung und Nutzbarmachung dieser enthaltenen Wertstoffe. Ein erfolgsversprechendes Recyclingverfahren, mit Potential beide Wertstoffe parallel rückgewinnen zu können, ist das sogenannte RecoDust-Verfahren, welches oftmals auch vereinfacht als Flash-Reaktor bezeichnet wird. Das Verfahrensprinzip beruht auf einem karbothermischen Prozess und der selektiven Abtrennung bzw. Anreicherung der Wertstoffe. Die anlagentechnische Umsetzung des RecoDust-Verfahrens existiert in der, im Zuge dieser Forschungsarbeit entstandenen, Flash-Reaktor Pilotanlage am Lehrstuhl für Thermoprozesstechnik der Montanuniversität Leoben. Stahlwerksstäube oder auch andere Reststoffe werden darin in einem einstufigen Verfahren unter reduzierender Atmosphäre und sehr hohen Temperaturen bis zu 1.800°C, erzeugt durch eine Brenngas/Sauerstoff-Flamme, blitzartig erschmolzen. Schwer flüchtige Bestandteile des Staubes, wie z.B. Eisen, sammeln sich daraufhin als flüssige Schlacke im Bodenbereich der Brennkammer. Leicht flüchtige Bestandteile hingegen, wie z.B. Zink, verdampfen und gehen ins Abgas. Die Abtrennung des Zinkes aus dem Abgas kann im Anschluss an eine Nachverbrennung zu Zinkoxid durch Filtration als zinkreicher Filterstaub erfolgen. Das Ziel ist in einem stabilen Betrieb der Anlage sowohl Eisen als auch Zink in konzentrierter Form mit möglichst geringen Anteilen an hinderlichen Begleitstoffen zu gewinnen. Die eisenreiche Schlacke sollte das Potential zur Rückführung als Eisenträger in der Eisen- und Stahlindustrie, der zinkreiche Filterstaub zur Rückführung als Zinkträger in der Zinkindustrie haben. Die vorliegende Forschungsarbeit enthält die Entwicklung, Planung und den Bau der Flash-Reaktor Pilotanlage sowie die darauffolgende Inbetriebnahme und die daraus gewonnenen, ersten Ergebnisse bzw. Erkenntnisse als Basis für weitere Versuche und Optimierungsarbeiten an der Pilotanlage.

AB - Die Produktion von Roheisen und in weiterer Folge Rohstahl in einem integrierten Hüttenwerk ist verknüpft mit dem parallelen Anfall von Reststoffen wie z.B. Schlacken, Schlämme und Stäube. Diese Reststoffe enthalten meist noch sehr hohe Gehalte an Eisen und weiteren, wertvollen Schwermetallen. Stahlwerksstäube bspw., die in nicht vernachlässigbaren Mengen anfallen und weltweit heute noch zum Großteil deponiert werden, haben hohe Eisen- und Zinkgehalte. Steigende Rohstoffpreise und Deponiekosten erhöhen jedoch den Druck in Richtung Rückgewinnung und Nutzbarmachung dieser enthaltenen Wertstoffe. Ein erfolgsversprechendes Recyclingverfahren, mit Potential beide Wertstoffe parallel rückgewinnen zu können, ist das sogenannte RecoDust-Verfahren, welches oftmals auch vereinfacht als Flash-Reaktor bezeichnet wird. Das Verfahrensprinzip beruht auf einem karbothermischen Prozess und der selektiven Abtrennung bzw. Anreicherung der Wertstoffe. Die anlagentechnische Umsetzung des RecoDust-Verfahrens existiert in der, im Zuge dieser Forschungsarbeit entstandenen, Flash-Reaktor Pilotanlage am Lehrstuhl für Thermoprozesstechnik der Montanuniversität Leoben. Stahlwerksstäube oder auch andere Reststoffe werden darin in einem einstufigen Verfahren unter reduzierender Atmosphäre und sehr hohen Temperaturen bis zu 1.800°C, erzeugt durch eine Brenngas/Sauerstoff-Flamme, blitzartig erschmolzen. Schwer flüchtige Bestandteile des Staubes, wie z.B. Eisen, sammeln sich daraufhin als flüssige Schlacke im Bodenbereich der Brennkammer. Leicht flüchtige Bestandteile hingegen, wie z.B. Zink, verdampfen und gehen ins Abgas. Die Abtrennung des Zinkes aus dem Abgas kann im Anschluss an eine Nachverbrennung zu Zinkoxid durch Filtration als zinkreicher Filterstaub erfolgen. Das Ziel ist in einem stabilen Betrieb der Anlage sowohl Eisen als auch Zink in konzentrierter Form mit möglichst geringen Anteilen an hinderlichen Begleitstoffen zu gewinnen. Die eisenreiche Schlacke sollte das Potential zur Rückführung als Eisenträger in der Eisen- und Stahlindustrie, der zinkreiche Filterstaub zur Rückführung als Zinkträger in der Zinkindustrie haben. Die vorliegende Forschungsarbeit enthält die Entwicklung, Planung und den Bau der Flash-Reaktor Pilotanlage sowie die darauffolgende Inbetriebnahme und die daraus gewonnenen, ersten Ergebnisse bzw. Erkenntnisse als Basis für weitere Versuche und Optimierungsarbeiten an der Pilotanlage.

KW - RecoDust-Process

KW - Flash-Reactor

KW - RecoDust-Verfahren

KW - Flash-Reaktor

M3 - Dissertation

ER -