TY - THES

T1 - Untersuchung des Reduktionsverhaltens einer Pb/Zn-haltigen Schlacke

AU - Dornig, Christian

N1 - gesperrt bis 03-10-2021

PY - 2019

Y1 - 2019

N2 - Viele der heute verwendeten metallurgischen Prozesse produzieren einen erheblichen Anteil an zu deponierenden Reststoffen. In dieser Arbeit wird die Möglichkeit untersucht, eine Schlacke der primären Blei-Zink-Industrie pyrometallurgisch aufzuarbeiten. Einerseits sollen die enthaltenen Metalle wie Blei, Zink und auch Eisen möglichst vollständig gewonnen werden, andererseits soll die schwermetallfreie Restschlacke als Primärrohstoffsubstitut in der Baustoffindustrie Einsatz finden können. Somit lassen sich zum einen die Umwelt sowie die Rohstoff- und Deponiekapazitäten schonen, zum anderen Wertmetalle in den Produktionskreislauf zurückführen. Im Temperaturbereich von 1280–1500 °C und mit Hilfe eines als Reduktionsmittel und Metallsammler wirkendes Roheisenbad, ist es möglich, Elemente wie Zink, Blei, Eisen, Schwefel und Arsen aus der Schlacke zu entfernen bzw. deren Gehalte drastisch zu reduzieren. Zink und Blei verdampfen bei den vorliegenden Bedingungen bereits zu Beginn des Prozesses und können aus dem Abgasstrom wiedergewonnen werden. Bei Temperaturen von 1500 °C zeigen sich aufgrund der Kinetik die besten Ergebnisse und somit die geringsten Eisengehalte in der Restphase. Die untere Grenze für die Durchführbarkeit des Prozesses liegt bei ca. 1280 °C, da dort das Roheisenbad nicht mehr vollkommen flüssig ist und dies die Geschwindigkeit des Reduktionsprozesses limitiert. Weiters wurde die Basizität der eingesetzten Schlacke variiert, die Spannweite des CaO/SiO2-Verhältnisses beträgt bei den Versuchen 0,65–1,6. Die durch CaO erzeugte höhere Basizität verhindert das Entfernen des Schwefels aus der Restphase. Die Ergebnisse zeigen, dass die aus dem Abgasstrom gewonnenen zinkreichen Stäube als verkaufsfähiges Produkt angesehen werden können. Die erzeugten Eisenlegierungen eignen sich als Rohstoff für die Herstellung von Baustahl. Die schwermetallfreie Restphase könnte – zumindest nach der chemischen Analyse – in der Baustoffindustrie zum Einsatz kommen.

AB - Viele der heute verwendeten metallurgischen Prozesse produzieren einen erheblichen Anteil an zu deponierenden Reststoffen. In dieser Arbeit wird die Möglichkeit untersucht, eine Schlacke der primären Blei-Zink-Industrie pyrometallurgisch aufzuarbeiten. Einerseits sollen die enthaltenen Metalle wie Blei, Zink und auch Eisen möglichst vollständig gewonnen werden, andererseits soll die schwermetallfreie Restschlacke als Primärrohstoffsubstitut in der Baustoffindustrie Einsatz finden können. Somit lassen sich zum einen die Umwelt sowie die Rohstoff- und Deponiekapazitäten schonen, zum anderen Wertmetalle in den Produktionskreislauf zurückführen. Im Temperaturbereich von 1280–1500 °C und mit Hilfe eines als Reduktionsmittel und Metallsammler wirkendes Roheisenbad, ist es möglich, Elemente wie Zink, Blei, Eisen, Schwefel und Arsen aus der Schlacke zu entfernen bzw. deren Gehalte drastisch zu reduzieren. Zink und Blei verdampfen bei den vorliegenden Bedingungen bereits zu Beginn des Prozesses und können aus dem Abgasstrom wiedergewonnen werden. Bei Temperaturen von 1500 °C zeigen sich aufgrund der Kinetik die besten Ergebnisse und somit die geringsten Eisengehalte in der Restphase. Die untere Grenze für die Durchführbarkeit des Prozesses liegt bei ca. 1280 °C, da dort das Roheisenbad nicht mehr vollkommen flüssig ist und dies die Geschwindigkeit des Reduktionsprozesses limitiert. Weiters wurde die Basizität der eingesetzten Schlacke variiert, die Spannweite des CaO/SiO2-Verhältnisses beträgt bei den Versuchen 0,65–1,6. Die durch CaO erzeugte höhere Basizität verhindert das Entfernen des Schwefels aus der Restphase. Die Ergebnisse zeigen, dass die aus dem Abgasstrom gewonnenen zinkreichen Stäube als verkaufsfähiges Produkt angesehen werden können. Die erzeugten Eisenlegierungen eignen sich als Rohstoff für die Herstellung von Baustahl. Die schwermetallfreie Restphase könnte – zumindest nach der chemischen Analyse – in der Baustoffindustrie zum Einsatz kommen.

KW - Pb/Zn-haltige Schlacke

KW - Reduktion

KW - Eisenbad

KW - extraktive Metallurgie

KW - Pb/Zn-slag

KW - reduction

KW - iron bath

KW - extractive metallurgy

M3 - Masterarbeit

ER -