TY - GEN

T1 - Elektrodynamische Fragmentierung als alternative Zerkleinerungslösung für das Recycling von Feuerfestmaterial

AU - Friedrich, Karl

AU - Flachberger, Helmut

PY - 2023/11/16

Y1 - 2023/11/16

N2 - Das vom EU-Horizon-Programm geförderte und von RHI Magnesita geleitete 3,5-Jahres-Projekt „Refractory Sorting Using Revolutionizing Classification Equipment“ (ReSoURCE) zielt darauf ab, die grüne und digitale Transformation der Wertschöpfungskette des Feuerfestrecyclings sicherzustellen.Die Initiative wird die gesamte Prozesskette mit einer KI-gestützten Multisensor-Sortieranlage als Kern-technologie erneuern. Durch die Kombination von laserinduzierter Plasmaspektroskopie (LIBS), hyper-spektraler Bildgebung (HSI) mit optimierter Vorverarbeitung und automatisiertem Auswurf wird der Grundstein gelegt, um einen neuen Stand der Technik für die Sortierung von Feuerfestabfällen mit Par-tikelgrößen bis unter 1 mm zu setzen.Der Lehrstuhl für Aufbereitung und Veredlung der Montanuniversität Leoben leitet in diesem Projekt das Arbeitspaket „Materialvorbereitung für die Sortierung“, welches die selektive Zerkleinerung und die cha-rakteristische Merkmalsklasseanalyse beinhaltet.Eine Aufgabenstellung ist die Validierung von alternativen Zerkleinerungsverfahren, um ursprünglich eingesetzte Mineralphasen freizusetzen und so die Qualität des Sekundärmaterials zu steigern. Hierbei soll der Einsatz von elektrodynamischer Fragmentierung als Sekundärbrechschritt im Labormaßstab untersucht werden. Das Nassverfahren erscheint für diesen Zerkleinerungsschritt als zielführend, da die Trennung selektiv auf Grund von elektrischen Durchschlägen des zwischen zwei Elektroden liegenden Partikels erfolgt. Feuerfestprodukte bestehen aus Kombinationen von überwiegend oxidisch gesinterten oder geschmolzenen Rohstoffen. Der elektrische Plasmakanal dringt dabei überwiegend an den Mine-ralphasengrenzen durch die Partikel und induziert Risse an diesen Stellen. Unter Wahl der richtigen Prozessparameter, wie etwa Spannung oder Pulsanzahl, könnten die Feuerfestprodukte daher teils in ihre reinen Ursprungskomponenten anstatt von Verbunden unterschiedlicher Mineralphasen zurückver-setzt werden. Hiermit könnten sie ähnlich wie Primärrohstoffe für die Produktion neuer Feuerfeststeine eingesetzt werden. Das Ziel ist es, das Zerkleinerungsverhalten und den -prozess der elektrodynami-schen Fragmentierung mit konventionellen Zerkleinerungsverfahren vergleichen zu können. Die Her-ausforderung besteht daher darin, das experimentelle Design so zu gestalten, dass die Ergebnisse di-rekt mit konventionellen Verfahren verglichen werden können.Elementare und mineralogische Beurteilungen der Zerkleinerungsprodukte werden durchgeführt, um die Freisetzung der Bestandteile zu analysieren, Verteilungen der Elemente und Mineralien in Partikel-größenklassen zu ermitteln und Verunreinigungen und Veränderungen, die nach dem Zerkleinerungs-prozess auftreten, festzustellen.Die Komplexität in der Aufgabenstellung liegt nicht nur in der Gegenüberstellung von Verfahren, welche unterschiedlichen physikalischen Trennprinzipien unterliegen. Sie liegt auch darin, die große Vielfalt an Feuerfestprodukten unterschiedlicher Zusammensetzungen und Eigenschaften durch Auswahl geeig-neter Prozessparameter in ein und derselben Recyclinganlage aufzubereiten.

AB - Das vom EU-Horizon-Programm geförderte und von RHI Magnesita geleitete 3,5-Jahres-Projekt „Refractory Sorting Using Revolutionizing Classification Equipment“ (ReSoURCE) zielt darauf ab, die grüne und digitale Transformation der Wertschöpfungskette des Feuerfestrecyclings sicherzustellen.Die Initiative wird die gesamte Prozesskette mit einer KI-gestützten Multisensor-Sortieranlage als Kern-technologie erneuern. Durch die Kombination von laserinduzierter Plasmaspektroskopie (LIBS), hyper-spektraler Bildgebung (HSI) mit optimierter Vorverarbeitung und automatisiertem Auswurf wird der Grundstein gelegt, um einen neuen Stand der Technik für die Sortierung von Feuerfestabfällen mit Par-tikelgrößen bis unter 1 mm zu setzen.Der Lehrstuhl für Aufbereitung und Veredlung der Montanuniversität Leoben leitet in diesem Projekt das Arbeitspaket „Materialvorbereitung für die Sortierung“, welches die selektive Zerkleinerung und die cha-rakteristische Merkmalsklasseanalyse beinhaltet.Eine Aufgabenstellung ist die Validierung von alternativen Zerkleinerungsverfahren, um ursprünglich eingesetzte Mineralphasen freizusetzen und so die Qualität des Sekundärmaterials zu steigern. Hierbei soll der Einsatz von elektrodynamischer Fragmentierung als Sekundärbrechschritt im Labormaßstab untersucht werden. Das Nassverfahren erscheint für diesen Zerkleinerungsschritt als zielführend, da die Trennung selektiv auf Grund von elektrischen Durchschlägen des zwischen zwei Elektroden liegenden Partikels erfolgt. Feuerfestprodukte bestehen aus Kombinationen von überwiegend oxidisch gesinterten oder geschmolzenen Rohstoffen. Der elektrische Plasmakanal dringt dabei überwiegend an den Mine-ralphasengrenzen durch die Partikel und induziert Risse an diesen Stellen. Unter Wahl der richtigen Prozessparameter, wie etwa Spannung oder Pulsanzahl, könnten die Feuerfestprodukte daher teils in ihre reinen Ursprungskomponenten anstatt von Verbunden unterschiedlicher Mineralphasen zurückver-setzt werden. Hiermit könnten sie ähnlich wie Primärrohstoffe für die Produktion neuer Feuerfeststeine eingesetzt werden. Das Ziel ist es, das Zerkleinerungsverhalten und den -prozess der elektrodynami-schen Fragmentierung mit konventionellen Zerkleinerungsverfahren vergleichen zu können. Die Her-ausforderung besteht daher darin, das experimentelle Design so zu gestalten, dass die Ergebnisse di-rekt mit konventionellen Verfahren verglichen werden können.Elementare und mineralogische Beurteilungen der Zerkleinerungsprodukte werden durchgeführt, um die Freisetzung der Bestandteile zu analysieren, Verteilungen der Elemente und Mineralien in Partikel-größenklassen zu ermitteln und Verunreinigungen und Veränderungen, die nach dem Zerkleinerungs-prozess auftreten, festzustellen.Die Komplexität in der Aufgabenstellung liegt nicht nur in der Gegenüberstellung von Verfahren, welche unterschiedlichen physikalischen Trennprinzipien unterliegen. Sie liegt auch darin, die große Vielfalt an Feuerfestprodukten unterschiedlicher Zusammensetzungen und Eigenschaften durch Auswahl geeig-neter Prozessparameter in ein und derselben Recyclinganlage aufzubereiten.

KW - Elektrodynamische Fragmentierung

KW - Feuerfestausmauerung

KW - Feuerfestmaterial

KW - Refractory breakout

KW - Refractory recycling

KW - Comminution

KW - comminution efficiency

KW - Alternate comminution

KW - Selfrag technology

M3 - Beitrag in Konferenzband

SP - 23

BT - Tagungsband „Tagung Aufbereitung und Recycling“ – 16. und 17.11.2023 – Freiberg

ER -