Hochofen recycelt Industrieabfälle und Schlacken verlustfrei

Bei der Gusseisenproduktion in Hochöfen fallen jedes Jahr große Mengen von eisenhaltigen Industrieabfällen an. Allein russische Unternehmen produzieren davon mehr als fünf Millionen Tonnen jährlich, berichtet die Moskauer Universität für Wissenschaft und Technologie MISIS. Das Recycling dieser Abfälle sei selbst in modernen Hochöfen praktisch unmöglich. Daher gingen auch hier eine Menge Metalle verloren.

Für derartige Abfälle hat eine Forschergruppe der MISIS einen neuen Recyclingansatz entwickelt. „Gemeinsam mit Vtoraluminumproduct, einem Industriepartner unserer Universität, haben die Forscher in einem einmaligen Pilotprojekt einen Airlift-Reaktor zur effektiven Produktion von Eisen- und NE-Eisen-Metallkonzentraten aus Klärschlamm entwickelt“, sagt Alevtina Chernikova, Rektorin der MISIS.

Kohleverbrauch wird um bis zu 30 Prozent reduziert

Der neuartige Hochofen basiert auf einem Lufthebeverfahren, das auch bei Bohrungen oder beim Brunnenbau eingesetzt wird. Beim neu entwickelten Prozess laufen die technologischen Vorgänge in einem Flüssigschlackebad mit Gasgebläse statt. Die entstehenden Blasen führen laut MSIS dazu, dass die chemischen Prozesse im Bad stark beschleunigt und das Flüssigeisen und die Schlacke aggressiv gemischt werden.

Das neue Verfahren basiert auf der Romelt-Technologie, die in den 1980er Jahren ebenfalls an der MISIs entwickelt wurde. Diese Technologie ist vergleichbar mit anderen Badschmelzverfahren, benötigt jedoch keine Vorreduktion. Bei diesem Verfahren werden Erz- oder Abfalloxide verwendet.

„Wir haben die Romelt-Technologie stark verbessert und den Reaktor in zwei Zonen unterteilt: Schmelzen und Rückgewinnung“, sagt Gennady Podgorodetskyi, Leiter der Arbeitsgruppe und Leiter des MISIS-Forschungs- und Ausbildungszentrums. „Nach unseren Berechnungen ist es möglich, mit einer solchen Ofenkonfiguration den Kohle- und Sauerstoffverbrauch pro Tonne produziertes Gusseisen um bis zu 30 Prozent zu reduzieren.“

Hochofen mit Airlift-Reaktor ; Foto: MISI

Drei vermarktbare Endprodukte

Die im Schlackebad entstehende Schmelze fließt anschließend in den Rückgewinnungsbereich. Hier findet die endgültige Rückführung in Gusseisen statt. Verschiedene nicht-eisenhaltige Metalle werden laut Podgorodetskyi ebenfalls in Metalle zurückverwandelt und mit dem Abgas aus dem Ofen abgeführt. Daraus entstehe ein Staub, der ein weiteres kommerzielles Produkt darstelle. Dieses sei ein Konzentrat aus nicht eisenhaltigen Materialien.

„Das Schlackenkomposit kann unter anderem zur weiteren Verarbeitung in Schlackensteinprodukte oder Schlackenwolle zur Wärmeisolierung sowie als Grundstoff zur Herstellung von Zementklinkern verwendet werden“, erklärt Podgorodetskyi. „Unsere Technologie ist komplett verlustfrei“, wie der Leiter der Forschergruppe betont.

Aber nicht nur das. Auch mit seiner geringen spezifischen Energieträgerrate kann der neuartige Hochofen punkten. Diese sei laut der russischen Forscher um 20 bis 30 Prozent niedriger als bei den weltbesten Vergleichsverfahren. Derzeit sei die Entwicklung noch technologieorientiert. Aber die Emissionen seien deutlich niedriger als bei vergleichbaren analogen Technologien. Zudem unterdrücke der Ofen die Entstehung besonders gefährlicher Biotoxine.