Developing a refractory test method for Platinum-Group-Metals Smelters

Titel in Übersetzung: Entwicklung eines Versuchsaufbaus für Feuerfestmaterial aus Platingruppenmetall-Schmelzöfen

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Verschiedene Änderungen im Schmelzprozess haben die Aggressivität der Bedingungen in den südafrikanischen Platingruppenmetallöfen über die letzten Jahrzehnte verstärkt. Dies manifestiert sich vor allem in deutlich reduzierten Haltbarkeiten der verwendeten Kupferkühlelemente. Die Hauptverursacher für diesen korrosiven Angriff sind gasförmiger Schwefel sowie Chloride im Abgas. Um den Verschleiß zu verringern und dadurch die Serviceintervalle zu verlängern, gibt es unterschiedliche Herangehensweisen. In dieser Arbeit werden zwei verschiedene feuerfeste Beschichtungen zum Schutz der Kühler untersucht, die das Potenzial haben, die Korrosionsproblematik zu verringern und deren Einsatz mit geringem Aufwand verbunden ist. Beide Systeme verwenden den in saurer Atmosphäre beständigen Binder Wasserglas. Die eine Variante basiert auf SiO2 und zeichnet sich durch höchste Säurebeständigkeit aus, die andere auf SiC, welches eine höhere Wärmeleitfähigkeit besitzt. Die Untersuchungen bestätigen die gute Beständigkeit, Haftung sowie diffusionshemmende Wirkung beider Beschichtungsmaterialien für einen Beanspruchungszeitraum von mindestens acht Stunden. Bei einem Angriff durch reinen gasförmigen Schwefel beträgt die maximale Korrosionsrate bei 100 °C 85,5 mm/a für blankes Kupfer. In Versuchen mit ein bis zwei Millimeter dicken SiO2- bzw. SiC-Beschichtungen konnten in diesem Temperaturbereich Werte von 10,3 bzw. 11,1 mm/a erreicht werden. Dieselben Trends zeigen sich auch in Experimenten mit Schwefeldampf und geringen Mengen gasförmiger HCl als korrosive Spezies. Von 197,0 mm/a bei 120 °C im unbeschichteten Zustand sank die Korrosionsrate bei den beschichteten Proben auf 6,8 (SiO2) bzw. 6,0 mm/a (SiC). Vor einem Einsatz der beiden Beschichtungssysteme in der Praxis sind weiterführende Studien erforderlich, die eine ausreichende Haftung auch bei längeren Beanspruchungszeiten bestätigen.
Titel in ÜbersetzungEntwicklung eines Versuchsaufbaus für Feuerfestmaterial aus Platingruppenmetall-Schmelzöfen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Luidold, Stefan, Betreuer (intern)
  • Benigni, Caterina, Mitbetreuer (intern)
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2021

Bibliographische Notiz

gesperrt bis 01-03-2026

Schlagwörter

  • Platingruppenmetalle
  • Korrosion
  • Feuerfestmaterial
  • Beschichtungen
  • Kupferkühlelemente

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