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49,80 €ISBN 978-3-8440-4840-7Paperback214 Seiten126 Abbildungen290 g21 x 14,8 cmDeutschDissertation
November 2016
Marco Zander
Pyrometallurgische Raffinationspotenziale von Cu-Schrott und Minimierung der Wertmetallverluste in den Prozessschlacken
Im Rahmen dieser Arbeit wird ein Verfahrenskonzept zum dezentralen Recycling von hochwertigen Kupferschrotten mit reaktiven Oxidschlacken in pyrometallurgischen Mini-Plants erörtert. Neben dem Schlackendesign zur optimalen Kupferraffination stellt deren Nachbehandlung eine prozesstechnische Schlüsselherausforderung dar. Ziel ist es, die Wertmetallrückführung aus den Schlacken zu maximieren und zudem ein höherwertiges Koppelprodukt zu erzeugen.
Die chemische Grundstruktur und die Behandlungsmöglichkeiten vieler Raffinationsschlackensysteme sind zum Großteil vergleichbar mit den industriell anfallenden Schlacken der primären, pyrometallurgischen Kupfererzeugung. Infolgedessen wird die Verwendung der bereits vorbehandelten, fayalitischen Elektroofenschlacken als Einsatzmaterialien für Grundlagenversuche im praktischen Teil der Arbeit genutzt und auf die gegebenen Anforderungen übertragen.
Nach einer theoretischen Betrachtung der relevanten Einflussgrößen metallurgischer Schlacken und der Vorstellung bestehender Aggregate und Prozesse werden in zwei Hauptkapiteln die Kupferraffination mittels reaktiver Oxidsysteme sowie die anschließende Schlackennachbehandlung praktisch evaluiert. Neben thermochemischen Berechnungen und einer Vielzahl von Laborversuchs¬serien wird der jeweilige Hauptprozessschritt mit einem Instituts In-House Upscaling im Tonnenmaßstab abgeschlossen und somit erste Erkenntnisse für eine kontinuierliche Industrie-Prozesssumsetzung gewonnen. Als Ergebnis werden zwei komplexe Schlackensysteme auf Eisen-Silikat-Basis ausgewählt, welche minimale Restgehalte für Ni (< 25 ppm), Sn (< 5 ppm) und Pb (<10 ppm) im Kupferprodukt erreichen. Kupferqualitäten abhängig vom Ausgangs-gehalt > 99,9 Gew.-% werden erreicht.
Die chemische Grundstruktur und die Behandlungsmöglichkeiten vieler Raffinationsschlackensysteme sind zum Großteil vergleichbar mit den industriell anfallenden Schlacken der primären, pyrometallurgischen Kupfererzeugung. Infolgedessen wird die Verwendung der bereits vorbehandelten, fayalitischen Elektroofenschlacken als Einsatzmaterialien für Grundlagenversuche im praktischen Teil der Arbeit genutzt und auf die gegebenen Anforderungen übertragen.
Nach einer theoretischen Betrachtung der relevanten Einflussgrößen metallurgischer Schlacken und der Vorstellung bestehender Aggregate und Prozesse werden in zwei Hauptkapiteln die Kupferraffination mittels reaktiver Oxidsysteme sowie die anschließende Schlackennachbehandlung praktisch evaluiert. Neben thermochemischen Berechnungen und einer Vielzahl von Laborversuchs¬serien wird der jeweilige Hauptprozessschritt mit einem Instituts In-House Upscaling im Tonnenmaßstab abgeschlossen und somit erste Erkenntnisse für eine kontinuierliche Industrie-Prozesssumsetzung gewonnen. Als Ergebnis werden zwei komplexe Schlackensysteme auf Eisen-Silikat-Basis ausgewählt, welche minimale Restgehalte für Ni (< 25 ppm), Sn (< 5 ppm) und Pb (<10 ppm) im Kupferprodukt erreichen. Kupferqualitäten abhängig vom Ausgangs-gehalt > 99,9 Gew.-% werden erreicht.
Schlagwörter: Cu-Recycling; Schlacken; Metallurgie; Mini-Plants
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52353 Düren
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