Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Ziel des Vorhabens ist es, zur Verk\u00fcrzung des Zinkkreislaufes ein alternatives, energetisch g\u00fcnstigeres Verfahren zu entwickeln und zu erproben. Verfahrensbedingt sind dar\u00fcber hinaus deutlich geringere Emissionen zu erwarten. Auf Basis von Laborversuchen gilt es, durch eine Pilotanlage die Proze\u00dff\u00fchrung im halbindustriellen Ma\u00dfstab zu erproben und zu optimieren. Wesentliches Charakteristikum dieses Vorhabens ist es, da\u00df die vorgesehenen Einsatzstoffe (zinkhaltige St\u00e4ube) ohne weitere Aufbereitungs- und Konditionierungsprozesse direkt zur Gewinnung metallischen Zinks eingesetzt werden sollen.
\nBei positivem Verlauf dieser Etappe wird es m\u00f6glich, die sich durch diese Verfahrenstechnik abzeichnenden M\u00f6glichkeiten einer besseren Umweltvertr\u00e4glichkeit und einer gesteigerten Wirtschaftlichkeit bei Zinkrecycling im IS-Schachtofen zu nutzen und den Bau einer gro\u00dftechnisch betrieblichen Prototypanlage zu verantworten.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Ofenhaus der M.I.M. H\u00fcttenwerke Duisburg wurde die Pilotanlage aufgebaut. Nach Abschlu\u00df der Kalt- und Warminbetriebnahme erfolgten Materialversuche mit Sekund\u00e4rst\u00e4uben. Die Materialversuche mit den Haupteinsatzstoffen sollen anschlie\u00dfend erfolgen. Im Anschlu\u00df daran ist geplant, weitere Materialversuche mit sonstigen Einsatzstoffen zu fahren. Die K\u00fcttner GmbH & Co. KG ist verantwortlich f\u00fcr die Verfahrenstechnik der Anlage. Die M.I.M. H\u00fctten-werke Duisburg GmbH ist verantwortlich f\u00fcr die Ofenmetallurgie.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Das Direkteinblasen von zinkhaltigen Sekund\u00e4rstoffen bietet mehrere Vorteile zur Entlastung der Umwelt. Diese sind die Vermeidung der Deponierung der St\u00e4ube, die Vereinfachung des gesamten Aufarbeitungsweges durch Wegfall der Zwischenstufen Anfeuchten\/Pelletierung, thermische Anreicherung und Hei\u00dfbrikettierung. Die drei Zwischenstufen werden ersetzt durch den Transport der St\u00e4ube in Silofahrzeugen direkt von der Entfallstelle zur M.I.M. H\u00fcttenwerke Duisburg GmbH. Der Einsatz der fossilen Brennstoffe in der dreistufigen Aufbereitung, die lediglich dazu dienten, das Material f\u00fcr die nachgeschaltete Metallgewinnung vorzubereiten, entfallen. Bei einem gro\u00dftechnischen Betrieb der Einblasanlage mit einem angenommenen Durchsatz von etwa 30.000 t\/a Sekund\u00e4rmaterial ergibt sich durch das neue Verfahren eine Einsparung von ca. 12.000 t\/a Koksgrus und von ca. 900.000 m3\/a Erdgas. Unterstellt man f\u00fcr beide Zwischenschritte (thermische Anreicherung\/Brikettierung) eine Gesamtproze\u00dfabgasmenge von 100.000 m3\/h mit etwa 10 mg\/m3 Reststaubinhalt, folgt daraus eine m\u00f6gliche Staubemission von 8.000 – 9.000 kg im Jahr, die ebenfalls bei direkter Metallgewinnung nicht entsteht.
\nIm Rahmen des Forschungsvorhabens wurden unterschiedliche zinkhaltige St\u00e4ube untersucht, zum Beispiel St\u00e4ube aus Stahlwerken, Gie\u00dfereien und NE-Metallh\u00fctten. Diese St\u00e4ube neigen generell zu Verklebungen und zu Anbackungen. Diesem Ph\u00e4nomen konnte durch die Zugabe von Kohlenstaub im Hinblick auf die F\u00f6rder- und Lagerf\u00e4higkeit begegnet werden. Es zeigte sich, da\u00df die f\u00fcr die F\u00f6rderung notwendige Kohlenstaubmenge gr\u00f6\u00dfer ist als die, die aus metallurgischen Gr\u00fcnden gef\u00f6rdert wird. Mit der Pilotanlage konnten die Grenzen des Sekund\u00e4rstaubeinblasens in den IS-Ofen nicht erreicht werden, da sie diskontinuierlich betrieben wurde und die maximale Einblasmenge im Technikumsma\u00dfstab auf 40\/to. Pro Tag begrenzt war.<\/p>\n
Die Einblastechnik basierend auf der Technologie der Kohlenstaubeinblasanlagen wurde im Rahmen des gef\u00f6rderten Projektes insofern weiterentwickelt, als die pneumatische F\u00f6rderung von Gemischen im Dichtstromverfahren realisiert werden konnte. Zur Vermeidung von Verklebungen und Anbackungen in einer sp\u00e4teren Betriebsanlage ist darauf zu achten, da\u00df sowohl die Silos als auch die F\u00f6rderanlagen beheizt werden. Die nichtkontinuierliche Betriebsweise der Pilotanlage f\u00fchrte dazu, da\u00df der durch den Betrieb der Anlage bedingte Eingriff in den Verfahrensablauf der Zinkproduktion nicht in allen Aspekten ausreichend untersucht werden konnte. So konnten Auswirkungen, insbesondere auf das Kondensationssystems des IS-Ofens im Rahmen des Pilotbetriebes nicht gefunden werden. Auch Einfl\u00fcsse auf die Schlackenzusammensetzung, die aufgrund unterschiedlicher Staubqualit\u00e4ten zu erwarten sind, k\u00f6nnen erst bei kontinuierlicher Betriebsweise der Einblasanlage abschlie\u00dfend bewertet werden.<\/p>\n
Das Projekt konnte trotz erheblicher technischer Umbauma\u00dfnahmen im Rahmen des vorgegebenen Zeitrahmens erfolgreich abgeschlossen werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
In der zeitlichen Abfolge gab es folgende Ver\u00f6ffentlichungen\/Pr\u00e4sentationen:
\n1.) eine Anzeige Sekund\u00e4rst\u00e4ube in der Zeitschrift Umweltmagazin, Heft 807 vom 21.07.97
\n2.) Vortrag im Rahmen des metallurgischen Seminars der Technischen Universit\u00e4t Freiberg vom 26.05.98 Zinkerzeugung aus Sekund\u00e4rst\u00e4uben der Stahl und Eisenindustrie
\nAutoren: Dr. W.D. Schneider, Dr. B. Schwab, Dipl.-Ing. A. Bergh\u00f6fer
\n3.) 7. Internationale Fachmesse der Technik f\u00fcr Umweltschutz und Umweltgestaltung in Brno
\n( Tschechische Republik) Tag der deutschen Umwelttechnik vom 20.-23.10.98
\nNeues Verfahren zur direkten Gewinnung von Zink und Blei aus sekund\u00e4ren Vorstoffen
\nAutoren: Dr. W.D. Schneider, Dr. B. Schwab, Dipl.-Ing. W. K\u00fcttner
\n4.) Artikel in der Fachzeitschrift Stahl und Eisen 118 (1998) Nr. 11
\nVerarbeitung von zinkhaltigen Sekund\u00e4rstaub bei den M.I.M. H\u00fcttenwerken in Duisburg
\nAutoren: Dr. W.D. Schneider, Dr. B. Schwab, Dipl. Ing. A. Bergh\u00f6fer<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Im Rahmen des vorliegenden Forschungsvorhabens konnte nachgewiesen werden, da\u00df das Einblasen von zink- und bleihaltigen St\u00e4uben in Mischung mit Kohlenstaub in den IS-Ofen m\u00f6glich ist. Dabei konnten wichtige Erkenntnisse gewonnen werden, die f\u00fcr die \u00dcbertragung der Technologie auf eine Betriebsanlage notwendig sind.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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