Verwertung von Edelstahlschlacken – Gewinnung von Chrom aus Schlacken als Rohstoffbasis –
Im Laufe der Zeit haben sich metallurgische Schlacken aus der Eisen- und Stahlerzeugung von einem Abfallstoff zu einem echten Produkt entwickelt [1]. So werden die bei der Roheisenerzeugung produzierten Schlacken nahezu vollständig genutzt und stellen inzwischen neben dem erzeugten Eisen einen Wertstoff dar, der größtenteils im Bausektor verwendet wird. Kristallin erstarrte Hochofenstückschlacke wird z.B. als Schotter oder Split im Gleis- und Wegebau verwendet, während glasig erstarrter Hüttensand als Rohstoff für die Zementherstellung eingesetzt wird.
Wie die Untersuchungen gezeigt haben, wird durch die externe reduzierende Schmelzbehandlung einer AOD-Reduktionsschlacke im kleintechnischen elektrischen Lichtbogenofen eine fast vollständige Rückgewinnung des in der Schlacke metallisch und oxidisch enthaltenen Chroms ermöglicht. Bei geeigneter Prozessführung, ausreichend hoher Schmelzbadtemperatur von > 1.750 °C und unter Verwendung zusätzlicher Reduktionsmittel lassen sich über 97 % des in der Schlacke enthaltenen Chroms als Metall zurückgewinnen, was einer Abreicherung im kalksilicatischen Schmelzprodukt auf deutlich unter 2.000 ppm entspricht. Zum Erreichen der dazu erforderlichen Reduktionsbedingungen sollte der Lichtbogenofen im Widerstandsbetrieb gefahren werden. Beim Schmelzen mit langem und kurzem Lichtbogen findet dagegen keine nennenswerte Reduktion statt, da der von den Elektroden emittierte, als Reduktionsmittel wirkende Kohlenstoff bereits durch den Kontakt mit der Luft oxidiert wird, bevor er mit dem in der Schlacke enthaltenen Chromoxid wechselwirken kann. Für eine ausreichende Reduktion ist der Einsatz von zusätzlichen Reduktionsmitteln zwingend erforderlich. Besonders bewährt haben sich Petrolkoks und mit Einschränkungen Ferrosilicium. In beiden Fällen findet bei den für die Chromreduktion erforderlichen hohen Schmelzbadtemperaturen allerdings auch bereits die Reduktion des in der Schmelze enthaltenen SiO2 statt, wodurch die Basizität im Laufe des Prozesses leicht zunimmt. Aluminium hat als Reduktionsmittel gegenüber Petrolkoks oder FeSi keine Vorteile, da es zu unspezifisch wirkt und verstärkt SiO2 zu elementarem Si reduziert. Darüber hinaus ist es deutlich teurer als Petrolkoks. Siliciumcarbid dagegen eignet sich aufgrund seiner hohen thermischen Beständigkeit praktisch nicht als Reduktionsmittel für die Cr2O3-Reduktion.
| Copyright: | © Thomé-Kozmiensky Verlag GmbH | |
| Quelle: | Recycling und Rohstoffe 1 (2008) (Dezember 2008) | |
| Seiten: | 18 | |
| Preis inkl. MwSt.: | € 0,00 | |
| Autor: | Dr. rer. nat. Burkart Adamczyk  Dr. Rudolf Brenneis Dr.-Ing. Michael Kühn Dr.-Ing. Dirk Mudersbach | |
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