Geimer, S: Einsatz von Kohlenstoffträgern als Ersatzreduktio

aus dem neue Produkte hergestellt werden. Bei der rohstofflichen Verwertung werden die in den Kunststoffen enthaltenen Rohstoffe genutzt, z. B. zum Einblasen in den Hochofen und damit zur H2- und CO-Erzeugung als Reduktionsmittel.Es wurden drei unterschiedlich aufbereitete Kunststofffraktionen aus Sammlungen des Dualen Systems in einer Laboreinblasanlage auf ihr Umsetzungsverhalten untersucht. Dabei sollten die Materialien so, wie sie aus der Aufbereitung kommen, eingesetzt werden. Alle Kunststofffraktionen zeigen im Vergleich zu Kohlen einen wesentlich niedrigeren Umsetzungsgrad; dies lag an der Teilchengröße, die für diese Versuchsanlage sehr groß war. Generell werden aber mit Kunststoffen aufgrund des Gehalts an flüchtigen Bestandteilen sehr hohe Umsetzungsgrade erreicht, analog zu Versuchen mit Kohle. Der direkte Vergleich der Kunststoffe untereinander zeigte, dass das Material mit der geringsten Aufbereitungsstufe und der niedrigsten Schüttdichte den höchsten Umsetzungsgrad erzielt. Dies liegt an der Struktur des Materials, welche ziemlich fransig ist und damit eine größere Oberfläche aufweist.In metallurgischen Prozessen anfallende Stäube müssen entweder aufwendig entsorgt oder aufbereitet werden. Eine Aufbereitung ist immer sinnvoll, um die Umwelt zu schonen, aber auch um die Einsatzmenge der Rohstoffe zu reduzieren. So können zink-, blei-, und eisenhaltige Stäube wieder im Kupolofen oder Imperial-Smelting-Ofen eingesetzt werden.Für die zink-, blei- und eisenhaitigen Stäube wurde in derselben Versuchsanlage das Umsetzungsverhalten untersucht. In einer Mischung mit Kohle konnte teilweise eine Steigerung des Umsetzungsgrades im Vergleich zur reinen Kohle erzielt werden. Zur Charakterisierung der Stäube wurden weiterhin chemische Analyse, eine Korngrößenverteilung, rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen und eine Phasenanalyse durchgeführt. Ziel war es weiterhin, die Stäube möglichst genau zu charakterisieren und einen Staubatlas anzulegen, in dem dann unterschiedlichste Stäube verglichen werden können. Die Untersuchung der Zink- und Bleiverflüchtigung der Stäube zeigte, dass das Verflüchtigungsverhalten von der mineralogisch vorliegenden Phase des jeweiligen Elements abhängt.Im Rahmen dieser Arbeit wurden unterschiedlichste Kohlen auf ihr Selbsterwärmungsverhalten hin untersucht. In einer stationären DTA­ Versuchsanlage wurden die Proben mit einer konstanten Heizrate erwärmt und eine Initialisierungstemperatur der Selbsterwärmung bestimmt. Hier zeigte sich, dass der Gehalt an flüchtigen Bestandteilen, der Wassergehalt, die Inkohlung und die Asche einen Einfluss auf die Initialisierungstemperatur haben. Die Proben mit niedrigen Gehalten an flüchtigen Bestandteilen zeigen die höchsten Temperaturen. Aus der Literatur ist aber weiterhin auch bekannt, dass Kohlen mit niedrigen Gehalten an flüchtigen Bestandteilen auch eine geringe Neigung zur Selbsterwärmung zeigen.Aufbauend auf den Ergebnissen dieser Versuche wurde eine neue Versuchsanlage entwickelt, die es erlaubt, die Proben in fluidisiertem Zustand unter ähnlichen Bedingungen wie in der stationären Anlage zu untersuchen. Es zeigten sich zwei grundsätzlich unterschiedliche Verhalten der Proben. Für einen Teil konnte analog zu den DTA­ Versuchen eine Initialisierungstemperatur ermittelt werden, für den anderen Teil der Proben nicht. Auch hier zeigt sich der Einfluss von Feuchtigkeit, flüchtigen Bestandteilen, Inkohlungsgrad und Aschebestandteilen.Insgesamt wurde eine Vielzahl von unterschiedlichsten Versuchen durchgeführt, um die in dieser Arbeit vorgestellten Materialien zum Einsatz in Anlagen für metallurgische Prozesse zu verwenden. Weiterhin wurden Untersuchungen durchgeführt mit dem Ziel, ein nachhaltigeres Wirtschaften gerade für gefährdete und nur begrenzt vorhandene Rohstoffe, zum Beispiel der Kohle, zu erreichen.