Ressourceneffizienz in der Eisen- und Stahlindustrie

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1 DepoTech 6. November 2014, Leoben Ressourceneffizienz in der Eisen- und Stahlindustrie Dipl.-Wi.-Ing. Josephine Müller Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Mayer Technische Universität München Lehrstuhl für Rohstoff- und Energietechnologie

2 Inhalt Problemstellung und Ziele Stoffstromanalyse Verknüpfungspotenziale Verwertungsverfahren

3 Problemstellung und Ziele Rohstoffversorgung der deutschen Industrie dpa Effiziente Nutzung von Ressourcen und Schließung von Stoffkreisläufen branchenund technologieübergreifend

4 Problemstellung und Ziele Rohstoffversorgung der deutschen Industrie Identifikation und Kategorisierung der Stoffströme der Eisen- und Stahlindustrie zum Auffinden von Verknüpfungsansätzen dpa Verwertungsmöglichkeiten der identifizierten Stoffströme in anderen Branchen Effiziente Nutzung von Ressourcen und Schließung von Stoffkreisläufen branchenund technologieübergreifend Identifikation von Verwertungsmöglichkeiten und deren Vergleich Befesa-steel.com

5 Inhalt Problemstellung und Ziele Stoffstromanalyse Verknüpfungspotenziale Verwertungsverfahren

6 Stoffstromanalyse Definition: Instrument, das die Flüsse eines Stoffes über dessen Lebensweg quantitativ erfasst Analyse von Stoff- und Energieströmen innerhalb eines festgelegten Rahmens oder Systems auch: Materialflussanalyse, Prozesskettenanalyse (Unternehmen) Stoff im Stoffstrom: chemisches Element, eine chemische Verbindung, ein Produkt, ein Rohstoff oder ein Abfall Verknüpfungsmöglichkeiten mittels Stoffströmen aufzuzeigen und daraus Handlungsalternativen ableiten, zum Beispiel zur Verbesserung des Abfallmanagements Sicherung und Erhalt von Ressourcen sowie Verringerung der Abfallbelastung Hauptstoffstrom Quellen: Enquete (1995) Umweltverträgliches Stoffstrommanagement, Enquete (1994) Die Industriegesellschaft gestalten, Friege (1998) Das Management von Stoffströmen, Brunner (2003) Practical Handbook of Material Flow Analysis

7 Stoffstromanalyse Systemgrenze: Ausschluss: Grundstoffproduktion, Prozesse in Deutschland Wasser, Energie (Strom, Wärme, Dampf, Heißwinde) Hauptstoffstrom: Eisen und Stahl Inputs Outputs

8 Stoffströme der Stahlherstellung Deutschland 2008 Ziel: Verknüpfungen durch Stoffströme schaffen

9 Inhalt Problemstellung und Ziele Stoffstromanalyse Verknüpfungspotenziale Verwertungsverfahren

10 Prozesskette 2 Prozesskette 1 Recyclingarten Open-loop-Recycling (OLR) Prozess 1 Prozess 2 Prozess 3 Prozess 4 (Post-Consumer) Open-loop-Recycling (OLR) Prozess 1 Prozess 2 Prozess 3 Prozess 4 (Post-Consumer) Produktionsrücklauf (PDR) Prozessrücklauf (PZR) Produktionsrücklauf (PDR)

11 Stoffströme der Stahlherstellung Deutschland 2008 Verknüpfungsansatz

12 Stoffströme der Stahlherstellung Deutschland 2008

13 Verknüpfungspotenziale 2006 Weltweit 67 % reich an Nichteisenmetallen v.a. Zink und Blei Zusammensetzung von eingesetztem Schrott abhängig bzw. Feinanteil der Abgasreinigung teilw. zu geringe Zinkgehalte für Verwertung Zinkverbrauch 2012: t Bleiverbrauch 2012: t Zink: 0 6,5 % Blei: 0 1,5 % Potenzial für Open-Loops?

14 Inhalt Problemstellung und Ziele Stoffstromanalyse Verknüpfungspotenziale Verwertungsverfahren

15 Verfahren zur Verwertung von Hochofenschlamm und Konverterrückständen

16 Verfahren zur Verwertung von Hochofenschlamm und Konverterrückständen DK-Recycling und Roheisen GmbH in Duisburg Sinteranlage + 2 kleinere Hochöfen Pelletieren vor Sinter Zugabe von Erzen Zink im Gichtschlamm

17 Verfahren zur Verwertung von Hochofenschlamm und Konverterrückständen Von der ThyssenKrupp Steel AG entwickelt Schachtkupolofen Brikettierung der Einsatzstoffe zu selbstreduzierenden Steinen Staub kann direkt an die Zinkindustrie verkauft werden

18 Verfahren zur Verwertung von Hochofenschlamm und Konverterrückständen The International Metals Reclamation Company Agglomeration Reststoffe und Reduktionsmittel zu ungebrannten Grünpellets Angereicherter Zinkoxid- und Bleistaub zum Verkauf

19 Verfahren zur Verwertung von Hochofenschlamm und Konverterrückständen Derzeit einzige Anlage in Differdange Pelletierung EAF-Staub Etagen-Drehherd und kleiner Lichtbogenofen zur Zinkgewinnung notwendig Zink und Blei durch Abgasreinigung Mischoxid Rütten (2009): Ist der Wälzprozess für EAF-Staub noch zeitgemäß? Stand der Technik und Herausforderungen

20 Verfahren zur Verwertung von Hochofenschlamm und Konverterrückständen

21 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Ressourceneffizienz in der Eisen- und Stahlindustrie Josephine Müller