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Aufbereitung von Kupferschrott durch elektrolytische Raffination

Secondary copper consists of various types of scrap. Prompt scrap is directly reused in foundries and is not further processed. Old scrap has to be treated in a secondary copper smelter, where a variety of metal values are recuperated. Depending on the chemical composition, the raw materials of a secondary copper smelter are processed in different types of furnaces, including: - blast furnaces (up to 30% of Cu in the average charge), - converters (about 75% Cu), and - anode furnaces (about 95% Cu). A scheme of the process considered is given in Fig 1. The blast furnace metal (“black copper”) is treated in a converter; then, the converter metal is refined in an anode furnace. In each step additional raw material with corresponding copper content is added. In the blast furnace, a mixture of raw materials, iron scrap, limestone and sand as well as coke is charged at the top. Air that can be enriched with oxygen is blown through the tuyeres. The coke is burnt and the charge materials are smelted under reducing conditions. Black copper and slag are discharged from tapholes. The converters used in primary copper smelting, working on mattes containing iron sulphide, generate surplus heat and additions of scrap copper are often used to control the temperature. The converter provides a convenient and cheap form of scrap treatment, but often with only moderately efficient gas cleaning. Alternatively, hydrometallurgical treatment of scrap, using ammonia leaching, yields to solutions which can be reduced by hydrogen to obtain copper powder. Alternatively, these solutions can be treated by solvent extraction to produce feed to a copper-winning cell. Converter copper is charged together with copper raw materials in anode furnace operation. For smelting the charge, oil or coal dust is used, mainly in reverberatory furnaces. After smelting, air is blown on the bath to oxidise the remaining impurities. Leaded brasses, containing as much as 3% of lead, are widely used in various applications and recycling of their scrap waste is an important activity. Such scrap contains usually much swarf and turnings coated with lubricant and cutting oils. Copper-containing cables and motors contain plastic or rubber insulants, varnishes, and lacquers. In such cases, scrap needs pre-treatment to remove these non-metallic materials. The smaller sizes of scrap can be pre-treated thermally in a rotary kiln provided with an after-burner to consume smoke and oil vapours (so-called Intal process). Emissions and waste: Elevated levels of halogenated organic compounds may arise, such as TCDD. Slags are usually used in construction. Waste water is led to a communal treatment plant. References: EEA, 1999. imageUrlTagReplacef2b602ec-dc47-48e3-88a7-ab8ec727bd33

Prevention of mining hazards in the central part

On 30 November 2001 at 12:03 p.m., the Morsleben repository shook the local area. What had happened? In order to safely decommission a warning system based on explosives, it was necessary to carry out a final detonation of 10 kilograms of explosives. In the past, the warning system served to warn the mine’s workforce in the event of an emergency. During the detonation, around 4,000 tonnes of salt fell from the ceiling – known as the roof in mining terminology – onto the floor of an old, sealed-off mining chamber. The tremors could even be felt in people’s houses in Morsleben. For experts, the incident came as no surprise. The geomechanical weaknesses in the central part of the pit were well-known and were subject to constant monitoring. Experts were already discussing plans for stabilisation. The mining authority responsible issued an order to act quickly to stabilise the central part of the repository. This resulted in the measure referred to as the “prevention of mining hazards in the central part”, which had a transformative impact on operations over subsequent years. Salt concrete and pumps In mining, there are various ways of backfilling cavities for the purpose of stabilisation. To enable rapid implementation of the measure and therefore the achievement of a load-bearing effect from an early stage, the experts decided to introduce a pumpable, self-curing construction material. The special concrete introduced consisted of rock salt, cement, stone coal filter ash, lime dust, a small amount of sand, and water. As the main additive is rock salt, this material is also known as “salt concrete”. In order to introduce the salt concrete into the Bartensleben pit in the necessary quantities, a large infrastructure programme was needed in order to develop the first to third levels. Until that point, only the fourth level of the pit had well-developed infrastructure: it was from this level that the salts were brought to the surface until 1969, and the level was subsequently used for final disposal. In total, over 1,000 metres of existing mine galleries were expanded from a small cross section that was only passable on foot to a size that was suitable for vehicles. It was necessary to completely recreate 1,250 metres of galleries. Two of these galleries – in this case, slightly inclined underground passages – connect several levels with one another so that it is now possible to travel across all levels by vehicle. Another key aspect of the infrastructure programme was the plant technology needed for pumping operations. Pumps, pipework and fittings were installed both above and below ground. The corresponding mining chambers were prepared before backfilling began. All accesses were to be tightly sealed in order to prevent the uncontrolled spread of salt concrete within the pit. The preparatory work concluded with the drilling of targeted backfilling boreholes, which was a challenging undertaking for the mine surveyors and miners alike. These boreholes had to be positioned so that at least 70% of the ceiling surface of the mining chambers had a connection to the salt concrete. This was necessary in order to achieve the greatest possible stabilisation. In September 2003, less than two years after the collapse of 4,000 tonnes of rock in the central part, the miners began backfilling the first mining chamber, excavation 1a on the third level. Half a year later, the chamber had been filled with 26,165 cubic metres of salt concrete. This was followed by a further 26 mining chambers by February 2011. In total, around 935,000 cubic metres of salt concrete were introduced in this way – compared with the previously calculated volume of 935,119 cubic metres for the 27 mining chambers. The degree of backfilling is therefore over 99%. The work was an enormous undertaking in engineering and mining terms, and allowed considerable experience to be gained in the handling of salt concrete as a construction material. At the same time, this experience provides technical proof that the planned backfilling of cavities is feasible as part of decommissioning (see Unwanted change: stabilisation measures for decommissioning ). The accompanying operational geotechnical monitoring has demonstrated that the aim of stabilising the central part of the Bartensleben pit has been achieved and that the Morsleben repository can be operated and decommissioned safely. Decommissioning of the Morsleben repository Short information about the Morsleben repository

Hausbrand / Kleingewerbe

Die Quellgruppe Hausbrand beschreibt die Emissionen aus nicht genehmigungsbedürftigen Feuerungsanlagen für Berlin. Zu den nicht genehmigungsbedürftigen Feuerungsanlagen zählen alle Feuerungsanlagen entsprechend der Verordnung über kleinere und mittlere Feuerungsanlagen der 1. Bundes-Immissionsschutzverordnung (1. BImSchV). Den Hauptteil der nicht genehmigungsbedürftigen Feuerungsanlagen bilden die Haushalte, aber auch Feuerungsanlagen öffentlicher Einrichtungen und gewerblicher Unternehmen werden dazugezählt. Die Emissionen aus Kleinfeuerungsanlagen werden anhand des Endenergieeinsatzes berechnet, wobei der Heizwärmebedarf in Wohn- und Nichtwohngebäuden bestimmt wird, der durch unterschiedliche Energieträger gedeckt wird. Die Emissionen ergeben sich dann aus dem Produkt des Endenergieeinsatzes der einzelnen Energieträger in den Kleinfeuerungsanlagen mit entsprechenden Emissionsfaktoren. Als Basis wurden die Emissionsfaktoren der Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Immissionsschutz von 2013 verwendet. Zudem wurden neuere Erkenntnisse zu Emissionseigenschaften aus der Erstellung des Emissionskatasters “Kleinfeuerungsanlagen für Brandenburg” mit Stand 2015 berücksichtigt. Die Berechnung der Emissionen beruht auf Daten zum Gebäudebestand mit beheizbarer Fläche, Angaben zu den Anteilen verschiedener Beheizungsarten und dem Brennstoffverbrauch. Bei der Berechnung der Emissionen der Quellgruppe Hausbrand werden Fernwärmeheizungen nicht berücksichtigt, da die mit der Produktion von Fernwärme verbundenen Emissionen in der Quellgruppe der genehmigungsbedürftigen Anlagen enthalten sind. Die Datengrundlage ist vielfältig: Es wurden Daten, die im Rahmen des Zensus 2011 zum Gebäudebestand und zur vorwiegenden Heizungsart verwendet. Zudem wurden aktuelle Gebäudedaten aus dem Allgemeinen Liegenschaftskataster mit Stand 2014, Daten zur Gebäudenutzung, Daten zu den Gas- und Fernwärmeversorgten Gebieten mit Stand 2011 bzw. 2007, Daten der Schornsteinfeger mit Stand 2012 sowie Daten zum Absatz von Kohle und Öl mit Stand 2014 verwendet. Der durch Fernwärme beheizte Anteil wurde bei der Berechnung des Endenergieeinsatzes subtrahiert, übrig blieb der lokal zu deckende Heizwärmebedarf. Gas ist mit einem Beitrag von knapp 80 % der dominierende Energieträger in Berlin, gefolgt von Heizöl mit einem Beitrag von knapp 17 %. Die Beiträge der Festbrennstoffe (Kohle, Holz und Pellets) tragen mit Werten unter 3 % nur gering zum Endenergieeinsatz bei. Beim Verbrauch von Kohle ist eine starke Abnahme festzustellen. Seit 2000 ist in Deutschland jedoch ein starker Anstieg von Holz- sowie von Holzpelletheizungen registriert worden. In Berlin ist dieser Trend auch vorhanden. Obwohl die Verkaufszahlen von Brennholz in Berlin seit Jahren relativ konstant liegen, ist damit zu rechnen, dass deutlich mehr Holz aus Wäldern Berlins und Brandenburgs in Feuerstätten verbrannt wird, dies aber in den offiziellen Verkaufszahlen nicht erfasst wird. Bei der Betrachtung der aus den Endenergieeinsätzen für alle Gebäude Berlins berechneten Emissionen wird deutlich, dass Festbrennstoffe besonders hohe spezifische Emissionen von Feinstaub (PM 10 und EC) und Benzo[a]pyren (BaP) pro Energieeinsatz aufweisen. Obwohl nur ca. 3,4 % der Wärmeenergie durch Kohle, Holz und Pellets gedeckt wird, stammen die Staubemissionen fast ausschließlich von diesem Energieträger, weil bei der Verbrennung von Festbrennstoffen pro Tonne etwa 1 kg Staub, bei der Verbrennung von einer Tonne Heizöl aber nur etwa 0,064 kg Staub entsteht. Die Verbrennung von Festbrennstoffen ist außerdem in Berlin die mit Abstand wichtigste Quelle für Benzo[a]pyren und Ruß (EC). Auch die SO 2 -Emissionen aus dem Kleinfeuerungssektor stammen zu 87 % aus den Festbrennstoffanlagen. Die Karten zeigen die räumliche Verteilung der Emissionen von Stickoxiden bzw. Feinstaub (PM 10 ) aus dem Hausbrand mit maximalen Werten in Gebieten mit hoher Altbauten- und Bevölkerungsdichte. Besonders niedrige Emissionen weisen Gebiete auf, in denen die Gebäude überwiegend mit Fernwärme geheizt werden, z.B. die Plattenbausiedlungen im Ostteil der Stadt. Karte im Geoportal Berlin ansehen

Diffuse Emissionen an Kohlelagern

Das Projekt "Diffuse Emissionen an Kohlelagern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Umwelt & Energie, Technik & Analytik e.V. durchgeführt.

Analyse der Schwermetallstoffströme aus Steinkohlefeuerungen unter besonderer Berücksichtigung des Betriebszustandes der Anlage

Das Projekt "Analyse der Schwermetallstoffströme aus Steinkohlefeuerungen unter besonderer Berücksichtigung des Betriebszustandes der Anlage" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe (TH), Deutsch-Französisches Institut für Umweltforschung durchgeführt. In Baden-Württemberg stellen die Großfeuerungsanlagen eine Hauptquelle für Schwermetallemissionen in die Umweltmedien Luft, Wasser und Boden dar. Die Verteilung der durch die Kohle eingebrachten Schwermetallfrachten auf die einzelnen Umweltmedien hängt stark von Betriebsparametern der Anlagen ab, so dass diese bei einer regionalen Stoffstromanalyse berücksichtigt werden sollten. Im Rahmen des hier vorgeschlagenen Projekts wird an einer Steinkohle-Trockenfeuerung die Variation der Verteilung der Schwermetalle auf die verschiedenen Emissionspfade in Abhängigkeit vom Betriebspunkt experimentell untersucht und in einem Modell abgebildet. Hierzu wird für die Schwermetalle Arsen, Cadmium, Nickel, Blei und Quecksilber die Höhe des partikelgebundenen Anteils bzw. die korngrößenabhängige Anreicherung an der Flugasche bei unterschiedlichen Kohlearten, Lastzuständen, Verbrennungstemperaturen, Sauerstoff-Gehalten im Kessel analysiert. Im Anschluss an die Modellierung der Spurenelementverteilung in Abhängigkeit vom Betriebspunkt wird eine auf die gesamte Anlage bezogene Stoffstromanalyse durchgeführt und hieraus Handlungsempfehlungen für die Steuerung von Schwermetallströmen abgeleitet. Somit wird eine optimierte Steuerung der Schwermetallströme über die Auswahl von Kohle und Betriebsparametern ermöglicht.

Phase 3a

Das Projekt "Phase 3a" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von L. & C. Steinmüller GmbH durchgeführt. Dieses Vorhaben ist Teil des Verbundprojektes Druckkohlenstaubfeuerung. Der kohlenstaubgefeuerte Gas-Dampfturbinenprozess ist das Entwicklungsziel. Die Realisierung einer Rauchgasreinigung im Hochtemperaturbereich unter Druck ist der Schwerpunkt dieser Entwicklung. Partikel, Alkalien und andere gasförmige Spurenstoffe müssen zum Schutz der Gasturbine fast völlig entfernt werden. Die heute für notwendig gehaltenen Rauchgasreinheiten für den Betrieb einer Gasturbine konnten in der Pilotanlage bisher nicht erreicht werden. Gemeinsam mit Hochschulen und Forschungsinstituten sollen Fortschritte in der Gasreinigung im Rahmen eines Erfahrungsaustausches weiterentwickelt werden. Die Versuchsanlage in Dorsten wird mit den Verbundpartnern Preussen-Elektra Kraftwerke AG, SaarEnergie GmbH, Siemens AG, STEAG AG und L. und C. Steinmüller GmbH betrieben. Die Versuchsergebnisse werden ins Projekt DRUCKFLAMM eingebunden.

Phase 3a

Das Projekt "Phase 3a" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Siemens AG durchgeführt. Dieses Vorhaben ist Teil des Verbundprojektes Druckkohlenstaubfeuerung. Der kohlengefeuerte Gas-Dampfturbinenprozess ist das Entwicklungsziel. Die Entwicklung einer Rauchgasreinigung im Hochtemperaturbereich unter Druck ist der Schwerpunkt dieser Entwicklung. Partikel, Alkalien und andere gasförmige Spurenstoffe müssen zum Schutz der Gasturbine fast völlig entfernt werden. Die heute für notwendig gehaltene Rauchgasreinheit für den Betrieb einer Gasturbine konnte mit der Pilotanlage bisher nicht erreicht werden. Gemeinsam mit Hochschulen und Forschungsinstituten sollen Fortschritte in der Gasreinigungstechnik im Rahmen eines Erfahrungsaustausches weiterentwickelt werden. Die Versuchsanlage in Dorsten wird mit den Verbundpartnern Preussen Elektra Kraftwerke AG, Saar-Energie GmbH, L. und C. Steinmüller GmbH, Siemens AG, STEAG AG betrieben. Die Versuchsergebnisse werden in das Projekt Druckflamm eingebunden.

Phase 3a

Das Projekt "Phase 3a" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von E.ON Kraftwerke GmbH durchgeführt. Dieses Vorhaben ist Teil des Verbundprojektes Druckkohlenstaubfeuerung. Der kohlengefeuerte Gas-Dampfturbinenprozess ist das Entwicklungsziel. Die Entwicklung einer Rauchgasreinigung im Hochtemperaturbereich unter Druck ist der Schwerpunkt dieser Entwicklung. Partikel, Alkalien und andere gasförmige Spurenstoffe müssen zum Schutz der Gasturbine fast völlig entfernt werden. Die heute für notwendig gehaltenen Rauchgasreinheiten für den Betrieb einer Gasturbine konnten mit der Pilotanlage bisher nicht erreicht werden. Gemeinsam mit Hochschulen und Forschungsinstituten sollen Fortschritte in der Gasreinigungstechnik im Rahmen eines Erfahrungsaustausches weiterentwickelt werden. Die Versuchsanlage in Dorsten wird mit den Verbundpartnern PreussenElektra Kraftwerke AG, Saar-Energie GmbH, L. und C. Steinmüller GmbH, Siemens AG, STEAG AG betrieben. Die Versuchsergebnisse werden in das Projekt Druckflamm eingebunden.

Phase 3a

Das Projekt "Phase 3a" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SaarEnergie durchgeführt. Dieses Vorhaben ist Teil des Verbundprojektes Druckkohlenstaubfeuerung. Der kohlengefeuerte Gas-Dampfturbinenprozess ist das Entwicklungsziel. Die Entwicklung einer Rauchgasreinigung im Hochtemperaturbereich unter Druck ist der Schwerpunkt dieser Entwicklung. Partikel, Alkalien und andere gasförmige Spurenstoffe müssen zum Schutz der Gasturbine fast völlig entfernt werden. Die heute für notwendig gehaltenen Rauchgasreinheiten für den Betrieb einer Gasturbine konnten mit der Pilotanlage bisher nicht erreicht werden. Gemeinsam mit Hochschulen und Forschungsinstituten sollen Fortschritte in der Gasreinigungstechnik im Rahmen eines Erfahrungsaustausches weiterentwickelt werden. Die Versuchsanlage in Dorsten wird mit den Verbundpartnern PreussenElektra Kraftwerke AG, SaarEnergie GmbH, L. und C. Steinmüller GmbH, Siemens AG betrieben. Die Versuchsergebnisse werden in das Projekt Druckflamm eingebunden.

Phase III

Das Projekt "Phase III" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von VEBA Kraftwerke Ruhr durchgeführt. Im Rahmen des Verbundprojektes soll ein kombinierter Gas-/Dampfturbinenprozess mit druckaufgeladener Kohlenstaubfeuerung entwickelt werden. Ein Schwerpunkt dieser Entwicklung ist die Rauchgasreinigung sowohl hinsichtlich Partikeln als auch gasfoermiger Spurenstoffe bei Temperaturen oberhalb des Ascheschmelzpunktes auf Gasturbinenvertraeglichkeit. Unterstuetzt durch Laboruntersuchungen wurde eine Pilotanlage mit einer thermischen Leistung von 1 MW entwickelt, gebaut und betrieben. Die heute fuer notwendig gehaltenen Rauchgasreinheiten fuer den Betrieb einer Gasturbine konnten mit der Pilotanlage bisher nicht erreicht werden. Ziel der geplanten Versuche ist es: 1. Die Rauchgasqualitaet fuer einen Turbinenschaufeltest zu erreichen. 2. Turbinenschaufelmaterial in einem Langzeittest zu erproben und ggf. die Rauchgasqualitaet neu zu definieren. Das Projekt soll mit den Partnern, die auch in den ersten Phasen des Projektes mitgearbeitet haben, als Verbundprojekt in der bestehenden Versuchsanlage Leopold in Dorsten durchgefuehrt werden.

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