r 3 Verbundprojekt SubMag

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1 r 3 Verbundprojekt SubMag Universität Duisburg-Essen FELS Werke GmbH OCC GmbH Fritz Winter Eisengießerei GmbH & Co. KG Deike, R., Brümmer, A., Smaha, B. URBAN MINING Kongress & r³ Statusseminar Strategische Metalle. Innovative Ressourcentechnologien 11./ , Messe Essen

2 Branntkalke in unterschiedlichen Korngrößen Branntkalk Korngröße < 100 µm Branntkalk Korngröße < 0,5 1,0 mm URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

3 Entschwefelungsversuche im Labormaßstab Tongrafit-Tiegel Schmelztemperaturregelung Induktionsspule mit feuerfester Auskleidung Thermoelement für Dauertemperaturmessung URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

4 URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

5 Auflösungsverhalten unterschiedlicher Entschwefelungsmittel 0 Min. 5 Min. 10 Min. 15 Min. Zugabe 1% bezogen auf Schmelzmasse: - Branntkalk Korngröße 0,5 1,0 mm URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

6 Auflösungsverhalten unterschiedlicher Entschwefelungsmittel 0 Min. 5 Min. 10 Min. 15 Min. Zugabe 1% bezogen auf Schmelzmasse: - Na 2 CO 3 (Soda) URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

7 Auflösungsverhalten unterschiedlicher Entschwefelungsmittel 0 Min. 5 Min. 10 Min. 15 Min. Zugabe 1% bezogen auf Schmelzmasse: - 90% Branntkalk - 10% CaF 2 URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

8 Schwefelgehalt [Mass.-%] Wirksamkeit von Entschwefelungsmitteln im Labormaßstab 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0, Zeit [Min.] 1,5% Weichbranntkalk < 100µm C 1,5% Hartbranntkalk < 100µm C 1,5% Branntkalk < 20µm C 1,5% Branntkalk 10% Na2CO C 1,5% Uncoated PCC C 1,5% Calciumcarbonat < 100µm C 1,5% Weichbranntkalk +20% FeO C 1,5% Weichbranntkalk + 50% FeO C 1,5% 50%Al2O3, 47%CaO, 3%MgO C 1,5% 50%Na2CO3,50%FeO C 1,5% Basis Na2CO3 1,5% 48%CaO, 45%Al2O3, 7%Na2CO C 1,5% 46%CaO, 43%CaO, 7%C C 1,5% 45%Al2O3, 42%CaO, 8%CaC2, 5%Na2CO C 1,5% 100% Ca(OH) C 1,5% 40%CaO, 40%Al2O3, 20%CaC C 1,5% Weichbranntkalk + 20%CaC c 1,5% Branntkalk 0,5-1,0mm C 3,0% Basis Na2CO C 3,0% Hartbranntkalk < 100µm C 3,0% Basis CaO-CaF C 3,0% 100% Ca(OH) C 3,0% CaO-Al2O3-CaC C 3,0% Branntkalk 0,5-1,0mm C 3,0% Basis CaO-CaF C 5 Min. Basis Na2CO C URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

9 Schwefelgehalt [Mass.-%] 0,12 0,10 1,5% Branntkalk 0,5-1,0mm C 1,5% Na2CO3 Wirksamkeit 3,0% Na2CO C 3,0% Hartbranntkalk < 100µm +10% CaF C ausgewählter 3,0% Branntkalk 0,5-1,0mm C 3,0% Hartbranntkalk < 100µm +10% CaF C 5 Min. Na2CO C Entschwefelungsmittel 0,08 0,06 Branntkalk Korngröße < 1,0 mm bei 1550 C (0,5% Zugabe im 15 Min.-Takt) Branntkalk Korngröße < 1,0 mm bei 1500 C (0,5% Zugabe 15 Min.-Takt) 0,04 Basis CaO-CaF 2 bei 1500 C (1,0% Zugabe 15 Min.-Takt) Basis CaO-CaF 2 bei 1550 C (1,0% Zugabe 15 Min.-Takt) 0,02 Basis Na 2 CO 3 bei 1500 C (0,5% Zugabe im 15 Min.-Takt) Basis Na 2 CO 3 bei 1500 C (1,0% Zugabe 15 Min.-Takt) 0, Zeit [Min.] Basis Na 2 CO 3 bei 1500 C (1,0% Zugabe im 5 Min.-Takt) URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

10 Kohlenstoffgehalt [Mass.-%] Schwefelgehalt [Mass.-%] 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 1,5% Branntkalk 0,5-1,0mm C Entwicklung von Schwefel- 1,5% Na2CO3 und 3,0% Kohlenstoffgehalten Na2CO C 3,0% Hartbranntkalk < 100µm +10% CaF C im 3,0% Entschwefelungsversuch Branntkalk 0,5-1,0mm C 3,0% Hartbranntkalk < 100µm +10% CaF C 5 Min. Na2CO C 0,00 4, Zeit [Min.] ,8 3,6 3,4 3,2 3,0 2,8 2,6 Zeit [Min.] Zeit [Min.] URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./ ,5% Branntkalk 0,5-1,0mm C 1,5% Basis Na2CO3 3,0% Basis Na2CO C 3,0% Basis CaO-CaF C 3,0% Branntkalk 0,5-1,0mm C 3,0% Basis CaO-CaF C 5 Min. Basis Na2CO C

11 Entschwefelungsversuche im Technikumsmaßstab URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

12 Versuche zu Grenzflächenreaktionen zw. Magnesium und Fe-C-Schmelzen URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

13 Gefügestrukturen im Bereich der ursprünglichen Mg-Partikel Eisengefüge Ursprünglicher Ort Magnesiumpartikel URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

14 Gefügestrukturen im Bereich der ursprünglichen Mg-Partikel auffällige Stelle URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

15 Reaktionsraum lichtmikroskopische Aufnahme Unterschiedliche Strukturen im Partikel erkennbar. Eine um das Partikel verlaufende Grenzschicht (gräulich) ist zu erkennen. URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

16 REM-Aufnahmen im Bereich der Grenzfläche Außen Innen URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

17 REM-Aufnahmen im Bereich der Grenzfläche URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

18 REM-Mapping im Bereich der Grenzfläche Fe Mg S URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

19 REM-Mapping im Bereich der Grenzfläche URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

20 REM-Aufnahmen im Bereich der Grenzfläche Spektrum in Statistik C O Mg Al Si S Mn Fe Spektrum 1 Ja Spektrum 2 Ja Spektrum 3 Ja Spektrum 4 Ja Spektrum 5 Ja Spektrum 6 Ja Spektrum 7 Ja Spektrum 8 Ja Max Min URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./