Bei der Herstellung von hochlegierten Stählen fallen bei der Fa. Dörrenberg Edelstahl GmbH Schlacken, Walzzunder und Filterstäube an, in denen die Metalle in oxidierter Form vorliegen. Trotz ihres werthaltigen Inhaltes müssen diese Abfälle mit entsprechenden Kosten entsorgt werden, da die Metalle überwiegend in oxidierter Form vorliegen und so nicht nutzbar sind. In dem hier vorgestellten Vorhaben wird ein innovatives und kostengünstiges Verfahren entwickelt, mit dem zukünftig insbesondere die wirtschaftsstrategischen Rohstoffe aus diesen Abfallstoffen zurückgewonnen werden können. Dazu müssen die werthaltigen Oxide von den nicht werthaltigen Oxiden durch entsprechende Aufbereitungsverfahren getrennt und aufkonzentriert werden. Aus diesen Konzentraten werden in dem Vorhaben selbstreduzierende Briketts hergestellt, so dass die Metalle aus ihren Oxiden anschließend in den eignen betrieblichen Prozessen wieder zurückgewonnen werden können. Bei einer entsprechenden Konditionierung der Briketts besteht evtl. die Möglichkeit die Bildung einer Schaumschlacke zu fördern, die zu geringeren Energieverbräuchen führen kann. Der Arbeitsplan gliedert sich insgesamt in acht Arbeitspakete. Außer an den Arbeitspaketen 5 (Theoretische Untersuchungen) und 7 (Ressourcen und Energieeffizienzanalysen) ist die Fa. Dörrenberg Edelstahl GmbH an allen Arbeitspaketen beteiligt. Die Schwerpunkte liegen auf den Technikums- und Industrieversuchen. Um Reststoffe unter industriellen Bedingungen optimal konditionieren und agglomerieren zu können, müssen sie entsprechend aufbereitet werden. In diesem Zusammenhang ist von besonderem Interesse zu untersuchen, wie sich der Walzzunder, die Schlacken und die Filterstäube konditionieren, agglomerieren und anschließend reduzieren lassen. Nach dem erfolgreichen Abschluss der Industrieversuche werden auf der Basis detaillierter Kosten- und Nutzenanalysen Szenarien zur betrieblichen Umsetzung entwickelt.
Um Emissionsfaktoren für das Deutsche Inventar an Kaminöfen berechnen zu können, sollen Messungen der PAK-Konzentrationen im Abgas von 5 handelsüblichen Kaminöfen bei Einsatz von Buchenholz und Lausitzer Braunkohlebriketts erfolgen. Der Betrieb der Öfen erfolgt dabei unter geregelten Bedingungen beim Deutschen Biomasseforschungszentrum in Leipzig.
Die Wiegand-Glashüttenwerke GmbH produziert Glasbehälter für die Getränke- und Nahrungsmittelindustrie. Bei der Glasproduktion entstehen feine Stäube bei der Abgasreinigung und Feinkorn bei der Aufbereitung von Scherben aus Altglas. Diese Materialien können bisher nicht eingeschmolzen und für die Produktion verwendet werden, weil sie zu einer hohen Verstaubung des Ofenraums und der Regeneratorkammern und damit zu Prozessstörungen und Schäden an der Anlage führen würden. Diese Stoffe werden momentan deponiert. Ziel des Vorhabens am Standort Steinbach am Wald ist es, diese Feinfraktionen als Gemengebestandteil zur Herstellung neuer Behältergläser nutzbar zu machen. Dazu soll das Material gemischt und zu Briketts gepresst werden. Die Briketts können dann in der Glaswanne mit Scherben aus Altglas und Primärrohstoffen eingeschmolzen werden. Dazu wird eine Briketttieranlage mit Vorlagerung, Kompaktierung, Brikettlagerung und vollautomatischer Dosierung an die jeweilige Schmelzwanne errichtet. Mit diesem Vorhaben können jährlich 25.000 Tonnen Abfall vermieden und die gleiche Menge an Primärrohstoffen eingespart werden. In der Summe der Materialtransporte, der Herstellung des Primärrohstoffe sowie der Senkung des Energieverbrauchs der Glaswanne durch den Gemengeeinsatz können insgesamt 13.300 Tonnen CO2-Emissionen im Jahr vermieden werden. Durch den geringeren Brennstoffverbrauch sinken zudem die Emissionen weiterer Luftschadstoffe, wie Stickoxide (NOx) und Schwefeldioxide (SOx).
Da normale Holzpellets bzw. Holzbriketts für die Gegenstromvergasung nicht geeignet sind, kommt der Erforschung und Entwicklung von speziellen Pellets wesentlichste Bedeutung zu. Das keramische Aufbereitungsverfahren zur Erzeugung von plastischer keramischer Masse im Eirich-Mischer soll Vorbild für die Herstellung von Industrie-Pellets unterschiedlicher Formen sein. Weiterhin sollen auch Additive erprobt werden. Je nach Anforderung der nachgeschalteten Verwertungstechnologie könnten hierdurch ganz individuell geformte, so genannte Industrie-Misch-Pellets extrudiert werden. Diese Art der Pelletierung ist gegenüber dem bisherigen Trocken-Pressverfahren mit wesentlich geringerem Energieaufwand verbunden und erlaubt einen äußerst breit gefächerten Wertstoffeinsatz. Zu Beginn des Projekts werden möglichen Einsatzstoffe hinsichtlich ihrer physikalischen und thermochemischen Eigenschaften charakterisiert und klassifiziert. Die Einsatzstoffe werden gemahlen und zur Pelletierung vorbereitet. Anschließend werden die Pulver im Eirich-Mischer mit Zusatzstoffen gemischt. Nach einer ersten Charakterisierung können auch additive zugegeben werden (IKTS). Nach der Auswahl geeigneter Mundstücke werden die Pellets hergestellt. Nach der Durchführung von Vorversuchen zur Vergasung werden bei UMSICHT Vergaserkampagnen durchgeführt. Im Rahmen dieser Vergaserkampagnen wird auch ein Ofen der Firma CeramTec an den Vergaser gekoppelt und mit dem Vergasergas betrieben. Das Projekt wird mit der betriebswirtschaftlichen Evaluierung abgeschlossen.
Das Ziel des beantragten Forschungsvorhabens SAWA besteht in der Entwicklung und Optimierung geeigneter Verfahren zur Herstellung von Schwertmannit-Adsorbenzien sowie ihrer Testung zur Abtrennung von Arsen, Antimon, Chrom, Vanadium, Selen, Molybdän und Chrom aus Industrie- und Bergbauwässern im Labor- und Pilotmaßstab. Die Zielstellung des von der UBIG mbH bearbeitetet Teilprojektes besteht in der Entwicklung und Optimierung geeigneter Verfahren zur Herstellung von Schwertmannit-Adsorben, die sowohl eine hohe Beladungskapazität für die betrachteten Anionen besitzen, als auch hinsichtlich der mechanischen Festigkeit, der Kinetik der Beladung und der Deponierbarkeit der beladenen Granulate und ihres Preises den Anforderungen in der Wasserbehandlung gerecht werden. UBIG mbH produziert Adsorbenzien für die Abtrennung von Arsen und Radium und weiteren Schwermetallen aus Wässern auf der Basis von Titan- und Bariumoxid. Im Unternehmen vorliegenden Erfahrungen und das vorhandene Technikum bilden die Basis für die Projektarbeiten. Bei der Herstellung werden zwei prinzipielle Lösungsansätze verfolgt:1. Vermischen des feuchten Schwertmannits mit Klebern, Trocknen des Mischgutes bei gleichzeitiger Vernetzung des Klebers, Brechen des getrockneten Materials und Gewinnung der Nutzfraktion durch Siebung 2. Pressen des feuchten Schwertmannits bei hohem Druck zu Briketts, Brechen der Briketts und Gewinnung der Nutzfraktion durch Siebung. Variiert werden Klebertyp, Feuchtigkeit und Temperatur.
Bei der Herstellung von hochlegierten Stählen, wie sie von der Fa. Lohmann GmbH produziert werden, fallen naturgemäß große Mengen an Schlacken, Walzzunder (Hammerschlag) und Filterstäuben an, in denen die Metalle in oxidierter Form vorliegen. Trotz ihres Inhaltes an werthaltigen Metallen, müssen diese Abfälle mit entsprechenden Gebühren entsorgt werden, da die Metalle überwiegend in oxidierter Form vorliegen und in dieser Form nicht nutzbar sind. In dem hier vorgestellten Vorhaben wird ein innovatives und kostengünstiges Verfahren entwickelt, mit dem zukünftig insbesondere die wirtschaftsstrategischen Rohstoffe aus diesen Abfallstoffen zurückgewonnen werden können. Dazu müssen die Oxide der o.g. Metalle von den nicht werthaltigen Oxiden durch entsprechende Aufbereitungsverfahren (Mahlen, Sieben, magnetische Trennung) getrennt und aufkonzentriert werden. Aus diesen Konzentraten werden in dem Vorhaben selbstreduzierende Briketts hergestellt, so dass die Metalle aus ihren Oxiden anschließend in den eignen betrieblichen Prozessen wieder zurückgewonnen werden können. Der Arbeitsplan gliedert sich insgesamt in acht Arbeitspakete. Außer an den Arbeitspaketen 5 (Theoretische Untersuchungen) und 7 (Ressourcen und Energieeffizienzanalysen) ist die Fa. Lohmann GmbH an allen Arbeitspaketen beteiligt. Die Schwerpunkte der Fa. Lohmann GmbH liegen auf den Technikums- und Industrieversuchen Um Reststoffe unter industriellen Bedingungen optimal konditionieren und agglomerieren zu können, müssen sie entsprechend aufbereitet werden. In diesem Zusammenhang ist von besonderem Interesse zu untersuchen, wie sich die Filterstäube und der Hammerschlag (Walzzunder) der Fa. Lohmann GmbH konditionieren, agglomerieren und anschließend reduzieren lassen. Nach dem erfolgreichen Abschluss der Industrieversuche werden auf der Basis detaillierter Kosten- und Nutzenanalysen Szenarien zur betrieblichen Umsetzung entwickelt.
Es soll durch die Entwicklung einer innovativen Technologie zur Rückgewinnung hochwertiger Legierungselemente, wie Chrom, Kobalt, Molybdän, Nickel, Niob, Vanadium und Wolfram aus oxidischen Reststoffen wie bspw. Filterstäuben, Schlacken oder Walzzunder umgesetzt werden. Dies wird durch eine stoffliche Aufbereitung und Kompaktierung in selbstreduzierende, einfach dosierbare Agglomerate umgesetzt. Diese Agglomerate werden direkt zur Gewinnung neuer legierter Stähle eingesetzt. CUTEC ist beteiligt an den folgenden Arbeitspaketen: AP1: Erfassung der Stoffströme (Leitung) AP3: Konditionierung der Reststoffe AP4: Agglomeration der Reststoffe (Leitung) AP6: Technikums- und Industrieversuche AP7: Analyse der Ressourcen- und Energieeffizienz AP8: Szenarienentwicklung zur Markteinführung neuer Aufbereitungs- und Agglomerationsverfahren von Reststoffen Insbesondere in AP 1 befasst sich CUTEC mit der Quantifizierung der Legierungselemente, des jährlichen Aufkommens sowie der aktuellen Entsorgungswege. Aufgrund der umfangreichen Erfahrungen in der Agglomeration von oxidischen Reststoffen wird von CUTEC auch das AP 4 geleitet.
Das wissenschaftlich-technische Ziel ist, die Entwicklung einer innovativen Technologie zur Rückgewinnung der hochwertigen Legierungselemente Chrom, Kobalt, Molybdän, Nickel, Niob, Vanadium und Wolfram aus oxidischen Reststoffen wie beispielsweise Filterstäuben, Schlacken oder Walzzunder. Dieses Ziel wird durch eine stoffliche Aufbereitung mit anschließender Kompaktierung in selbstreduzierende, einfach dosierbare Agglomerate umgesetzt. Diese Agglomerate werden dann direkt zur Gewinnung neuer legierter Stähle eingesetzt. Das Institut für Metallurgie und Umformtechnik ist an folgenden Arbeitspaketen beteiligt: Arbeitspaket 1: Scopingphase jeweils in den Partnerländern Brasilien und Deutschland - Identifikation von Playern der Stahlherstellungsindustrie sowie Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen - Definition des regulatorischen und administrativen Rahmens - Identifikation von stofflichen und energetischen Reststoffpotenzialen Arbeitspaket 2. Fachlich inhaltliche Abstimmung - Überprüfung und Weiterentwicklung des Verfahrens besonders im Hinblick auf Qualität und Quantität der oxidischen Reststoffe - Herstellung selbstreduzierender, brikettierbarer Mischungen Arbeitspaket 3. Organisation eines Expertenforums in Brasilien - Diskussion des vorgeschlagenen Konzeptes zur Verfahrensrealisierung - Einbeziehung der vorab identifizierten Player - Öffnung des vorgeschlagenen Partnerverbundes für weitere Akteure - Konstituierung des Partnerverbundes und Verabschiedung eines Kooperationsvertrages zur Zusammenarbeit im Bereich Ressourceneffizienz in der Metallerzeugung - Ergebnisvorstellung für Fachöffentlichkeit Arbeitspaket 4. Berichterstattung und Machbarkeitsstudie als Grundlage einer Antragstellung - Stand der Konditionierung zum Einsatz der oxidischen Reststoffe - Definition des Forschungsbedarfs und Definition eines detaillierten Arbeits-, Zeit- und Kostenplans für ein internationales Forschungsvorhaben.
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