Thermische Aufarbeitung von Materialien im Drehrohrofen
Quelle: BAM
Ein wichtiger Prozess bei der Stahlherstellung ist das Aufschmelzen des Stahls im Elektrolichtbogenofen. Dies ermöglicht die Herstellung von Edelstählen und das Recycling von Schrotten. Pro Tonne Stahl fallen bei diesem Prozess allerdings 10-20 kg sogenannter Elektroofenstaub an, der sich aus verdampften und aufgewirbelten Stoffen aus dem Ofenabgas abscheidet. Durch die hohen Materialdurchsätze der Stahlindustrie summiert sich dieser Staub weltweit auf bis zu 10 Mio. Tonnen jährlich. Er enthält, abhängig von den Einsatzstoffen, bis zu 50 % Zink und andere Schwermetalle wie Blei und Cadmium. Aktuell kann dieses Material nur unter hohem Energie- und Kohlenstoffeinsatz teilweise aufgearbeitet werden oder wird oftmals deponiert. In der Publikation wird im Gegensatz dazu ein Verfahren vorgestellt, bei dem Eisenchloridlösung, die als Reststoff in der Titandioxidproduktion anfällt, zum Elektroofenstaub zugegeben wird. Dadurch bilden sich Schwermetallchloride, die bei deutlich geringeren Temperaturen als die entsprechenden Metalle verdampfen. Dies ermöglicht in einem energieeffizienteren thermischen Prozess über 99 % des Zinks sowie andere Schwermetalle wie Blei, Cadmium und Zinn aus dem Material zu entfernen. Damit können aus zwei Reststoffen neue Produkte hergestellt werden, die für den Einsatz in der Stahl-, respektive Zinkindustrie geeignet sind. Da der Prozess bereits an der BAM in einem Drehrohrofen durchgeführt wurde, der in ähnlicher Bauweise industrielle Anwendung findet, birgt der entwickelte Recyclingprozess das Potential zukünftig in industriellem Maßstab durchgeführt zu werden. Ausgehend von den in der Publikation dargestellten Ergebnissen arbeitet die BAM derzeit in einem Folgeprojekt zusammen mit dem mittelständischen Recyclingunternehmen Ferro Duo GmbH an einer industriellen Umsetzung des Prozesses.
Selective removal of zinc and lead from electric arc furnace dust by chlorination–evaporation reactions
Christopher Hamann, Patrick Piehl, Eric Weingart, Dirk Stolle, Dominik Al-Sabbagh, Markus Ostermann, Gerhard Auer, Christian Adam
Journal of Hazardous Materials, Volume 465, 2024