Metallurgen der NUST MISIS entwickeln weltweit einmaligen Ofen für hocheffizientes Recycling von Industrieabfällen
(ots) -
Mehr als 95 % der weltweiten Gusseisenproduktion findet immer noch
in Hochöfen statt. Moderne Hochöfen sind echte Kraftwerke, die jeden
Tag tonnenweise Gusseisen ausstoßen. Zur Verarbeitung sind
präparierte, hochqualitative Rohstoffe wie Sinterkuchen, Stahlpellets
und Eisen erforderlich. Das Recycling von eisenhaltigen
Industrieabfällen (von denen allein russische Unternehmen jedes Jahr
mehr als 5 Millionen Tonnen produzieren) ist ökonomisch und
technologisch verantwortungslos und in Hochöfen praktisch unmöglich.
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"Eine NUST MISIS-Forschergruppe um Gennady Podgorodetskyi,
Kandidat für technische Wissenschaften und Leiter des NUST MISIS
Research & Education Center IMT, hat gemeinsam mit
Vtoraluminumproduct, einer der Industriepartner der Universität, in
einem einmaligen Pilotprojekt einen Airlift-Reaktor (auf Basis eines
Gasspülsystems) zur effektiven und umweltfreundlichen Produktion von
Eisen und Nichteisen-Metallkonzentraten aus Klärschlamm entwickelt",
sagte Alevtina Chernikova, Rektorin der NUST MISIS.
Jedes Jahr verursacht die chemische Industrie durch die
metallurgische Verarbeitung eisenhaltiger und nicht eisenhaltiger
Metalle Hunderte Millionen Tonnen Abfälle in Form von Schlamm, Staub,
Asche usw. Diese Abfälle enthalten große Mengen Metall, das derzeit
nicht extrahiert wird, da es keine effektiven industriellen
Technologien zur Trennung der nutzbaren Bestandteile gibt.
Der neuartige, an der NUST MISIS entwickelte Ofen basiert auf
einem Airlift-Verfahren. Die technologischen Verfahren finden in
einem Flüssigschlackebad mit Gasgebläse statt. Die entstehenden
Blasen führen dazu, dass die chemischen Prozesse im Bad stark
beschleunigt und das Flüssigeisen und die Schlacke aggressiv gemischt
werden.
Gennady Podgorodetskyi, Leiter der Arbeitsgruppe, sagte: "Wir
haben die ROMELT-Technologie, die in den 80er-Jahren an der NUST
MISIS entwickelt wurden, stark verbessert und den Reaktor in zwei
Zonen unterteilt: Schmelzen und Rückgewinnung. Nach unseren
Berechnungen ist es möglich, mit einer solchen Ofenkonfiguration den
Kohle- und Sauerstoffverbrauch pro Tonne produziertes Gusseisen um
20-30 % zu reduzieren. Das Schlackebad und die eisenhaltige Schmelze
werden einem Gasstrom mit einem Sauerstoffgehalt von 50-99 %
ausgesetzt. Die Temperatur wird konstant zwischen 1400 und 1500 °?
gehalten. Eisenhaltige Materialien, Kraftwerkskohle und Flussmittel
sammeln sich an der Oberfläche des Schmelzbads. Die Kohle an der
Oberfläche des Schmelzbads reagiert mit den Schlackeflüssen in der
unteren Zone des Bads, wo der Sauerstofffluss eine Verbrennung in
Kohlendioxid und Wasserdampf verursacht. Anschließend fließt die
Schmelze in den Rückgewinnungsbereich, wo die endgültige Rückführung
in Gusseisen stattfindet. Verschiedene nicht eisenhaltige Metalle
werden ebenfalls in Metalle zurückverwandelt und mit dem Abgas aus
dem Ofen abgeführt. Daraus entsteht ein Staub, der ein weiteres
kommerzielles Produkt darstellt -- ein Konzentrat aus nicht
eisenhaltigen Materialien."
Die geringe spezifische Energieträgerrate liegt um 20-30 %
niedriger als bei den weltbesten Vergleichsverfahren und ist ein
bedeutender Vorteil des neuartigen Hochofens. Möglicherweise
qualifiziert sich die Forschung sogar für eine European BAT-(Best
Available Techniques-)Nominierung. Derzeit ist die Entwicklung noch
technologieorientiert. Aber die Emissionen sind deutlich niedriger
als bei vergleichbaren analogen Technologien. Zudem unterdrückt der
Ofen die Entstehung besonders gefährlicher Ökotoxine.
"Auf Kundenwunsch kann das Schlackenkomposit unter anderem zur
weiteren Verarbeitung in Schlackensteinprodukte oder Schlackenwolle
zur Wärmeisolierung sowie als Grundstoff zur Herstellung von
Zementklinkern verwendet werden. Aufgrund des einzigartigen
Systemdesigns lassen sich die Energieträgerkosten auf 500 kg Kohle
und 500 nm3 pro Tonne produziertes Gusseisen erhöhen. Wir recyceln
also unbrauchbare Industrieabfälle und gewinnen Gusseisen,
kommerzielle Schlacke und nicht eisenhaltige Metallkonzentrate.
Unsere Technologie ist komplett verlustfrei. Wir wollen außerdem die
Pilotanlage mit andersartigen Technologien wie der Vergasung
verschiedener kohlenstoffhaltiger Abfälle verwenden, einschließlich
städtischer Feststoffabfälle", sagte Gennady Podgorodetskyi.
Die einzigartige, in Mtsensk (Oblast Orjol, Russland) auf dem
Gelände von STALKRON entwickelte Pilotanlage ist für das Recycling
von Industrieabfällen, Schlacken und Schlamm aus der Produktion von
Gusseisen sowie die Produktion von gasförmigem Kohlenstoff aus
kohlenstoffhaltigen Abfällen vorgesehen, einschließlich städtischer
Feststoffabfälle. Der Reaktor hat bereits das Interesse von
heimischen Kraftwerksingenieuren und Herstellern eisenhaltiger
Metalle geweckt. Erfolgreiche Testläufe der gereiften Technologien
sowie die Errichtung weiterer Anlagen sind ein Schritt in Richtung
abfallfreier Produktion eisenhaltiger und nicht eisenhaltiger
Metallurgie sowie ein positiver und gewichtiger Umweltfaktor für die
Zukunft.
Quelle: http://en.misis.ru/university/news/science/2017-11/4999/
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Datum: 23.11.2017 - 08:03 Uhr
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