Kinetic Aspects of the Selective Reduction of Zinc Ferrite with H2 in the Processing of Electric Arc Furnace Dust

Titel in Übersetzung: Kinetische Aspekte der Selektiven Reduktion von Zinkferrit mit H2 bei der Verwertung von Elektrolichtbogenofenstaub

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

46 Downloads (Pure)

Abstract

EAF-Staub wird derzeit über Verfahren recycelt, die auf karbothermischer Reduktion beruhen. Die Einführung eines H2-basierten Reduktionsverfahrens könnte dazu beitragen, die Treibhausgasemissionen zu verringern, sodass die involvierten Unternehmen ihren Beitrag zum europäischen Green Deal leisten können. Obwohl einige Studien bereits die technische Machbarkeit bewiesen haben, muss ein endgültiger Prozess noch gefunden werden. Eine Schlüsselrolle spielt dabei die Reaktionskinetik zwischen den festen Bestanteilen des EAF-Staubs und gasförmigem H2. In dieser Arbeit wurden die relevanten Reaktionen in thermogravimetrischen Versuchen mit hochreinen ZnFe2O4- und Fe2O3-Pulvern untersucht. Die Ergebnisse aus den Versuchen mit den Reinsubstanzen wurden dann mit Experimenten an reinem EAF-Staub verglichen. Ziel war es, die Kinetik der einzelnen sequenziellen Reduktionsschritte zu untersuchen. Es konnten kinetische Modelle für die einzelnen Reduktionsschritte von ZnFe2O4 und Fe2O3 gefunden werden, während bei den Ergebnissen für Fe2O3 einige Unklarheiten bestehen blieben. Die Ergebnisse deuten auf ein unter-schiedliches Verhalten der Eisenoxidreduktion von ZnFe2O4 und Fe2O3 hin. Hauptsächlich unterscheiden sich die ersten beiden Reduktionsschritten bis zum FeO, welche im Fall von ZnFe2O4 durch Keimbildung und Diffusion begrenzt sind. Die begrenzenden Mechanismen für Fe2O3 scheinen Keimbildung und Wachstum zu sein. Der abschließende Reduktionsschritt zu metallischem Fe läuft bei beiden Materialien ähnlich ab und folgt einem geometrischen Kontraktionsmodell. EAF-Staub verhält sich bei der Reduktion ähnlich wie ZnFe2O4. Eine umfassende kinetische Studie mit besonderem Augenmerk auf EAF-Staub muss jedoch noch durchgeführt werden. In weiterführenden Experimenten sollten dieselben Reaktionen in einem weiteren Parameterbereich für Temperatur und Gaszusammensetzung untersucht werden. Außerdem würden die Ergebnisse von einer Optimierung der Gasflussraten profitieren.
Titel in ÜbersetzungKinetische Aspekte der Selektiven Reduktion von Zinkferrit mit H2 bei der Verwertung von Elektrolichtbogenofenstaub
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Leuchtenmüller, Manuel, Mitbetreuer (intern)
  • Antrekowitsch, Jürgen, Betreuer (intern)
Datum der Bewilligung21 Okt. 2022
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2022

Bibliographische Notiz

nicht gesperrt

Schlagwörter

  • Zinkferrit
  • Lichtbogenofenstaub
  • EAF Staub
  • Wasserstoffreduktion
  • Kinetik

Dieses zitieren