Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Verbesserung der Umweltverträglichkeit von primär- und sekundärmetallurgischen Schlacken in Bezug auf das Auslaugverhalten von Fluorid (Anschlussantrag)

Forschungsziel

Ziel des Anschlussprojekts ist es, die aus dem Vorprojekt gewonnenen Erkenntnisse zu erweitern und die aufgekommenen Fragen zu beantworten, um die Vorgänge beim komplexen Zusammenspiel verschiedener Faktoren hinsichtlich des Auslaugverhaltens von Fluorid besser zu verstehen. Die im Vorprojekt aufgestellten Thesen werden geprüft bzw. verifiziert, wobei die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf primärmetallurgische Schlacken einen wichtigen Gegenstand der Untersuchungen darstellen soll. Nur ein solides Verständnis über die Vorgänge und die relevanten Faktoren ermöglichen es, wirtschaftlich sinnvolle Maßnahmen hinsichtlich der Fluoridimmobilisierung zu entwickeln.

Lösungsweg/angestrebte Ergebnisse

Es sollen vier SEKS und vier Primärschlacken hinsichtlich chemischer Zusammensetzung, Mineralogie und Auslaugung untersucht werden. Der Mineralbestand wird sowohl röntgenografisch als auch mittels der Elektronenstrahlmikroanalyse bestimmt. Elutionsversuche mit verschiedenen Verfahren sollen aufdecken, welchen Zusammenhang es zwischen der Mineralbindung und dem Auslaugverhalten gibt. Zusammen mit den Ergebnissen aus dem Vorprojekt erhält man eine große Datenmenge wodurch sich Zusammenhänge besser erkennen lassen. Unter Berücksichtigung der neu gewonnenen Erkenntnisse sollen erneut Maßnahmen erörtert werden, um die Fluoridauslaugung zu reduzieren bzw. Fluorid zu immobilisieren. Es werden Schmelzversuche und Betriebsversuche zur metallurgischen Konditionierung durchgeführt. Des Weiteren soll auch untersucht werden, welchen Effekt die Zugabe von leichtlöslichen Aluminiumverbindungen zu fluoridreicher Schlacke hat.

Nutzen für KMU

Bei erfolgreicher Reduzierung der Fluoridauslaugung könnte der Absatzmarkt für Primärschlacken zukünftig sichergestellt und für sekundärmetallurgische Schlacken erweitert werden soll. Die Wettbewerbsfähigkeit der Schlackenaufbereiter und -vermarkter (KMU) würde dadurch gesichert und eventuell auch über das heutige Niveau hinaus gesteigert.

Ergebniszusammenfassung:

In dem vorliegenden Forschungsvorhaben wurde der Kenntnisstand über das Verhalten von Fluorid in sekundärmetallurgischen Schlacken und Elektroofenschlacken deutlich erweitert. Die durchgeführten Untersuchungen haben zu einer Reihe neuer Erkenntnisse über die Wechselwirkungen zwischen Chemismus und Mineralogie der EOS und SEKS sowie dem Auslaugverhalten von Fluor geführt. Insbesondere die Kenntnisse darüber, in welche Mineralphasen Fluor eingebaut wird, haben einen innovativen Charakter. Es wurde zwar festgestellt, dass die Angabe einer allgemeingültigen Behandlungsmaßnahme nicht möglich ist, was in der sehr variablen Verteilung des Fluors auf die verschiedenen Mineralphasen begründet ist. Trotzdem dienen die Erkenntnisse des Projekts als eine solide Basis für Maßnahmen zur Verringerung der Fluorfreisetzung, die jeweils individuell in Abhängigkeit des jeweiligen Schlackenchemismus entwickelt werden müssen. Der wissenschaftliche Nutzen ist somit insgesamt als hoch einzustufen. Die aus den vorliegenden Ergebnissen gewonnenen Kenntnisse sind für weitere Untersuchungen zwecks Optimierung der metallurgischen Maßnahmen sowie Umsetzung in die Praxis von großem Nutzen.