Zitronensäurelaugung von thermisch konditionierten LD-Schlackenproben

Inhalt dieser Arbeit, die im Rahmen des K1-MET-Projektes 1.7 (Valorisation of steelmaking slags) verfasst wurde, ist die selektive Laugung von thermisch konditionierter LD-Schlacke mit Zitronensäure. Aufbauend auf bereits bestehende Forschungsarbeiten am Lehrstuhl für Aufbereitung und Veredlung der Montanuniversitaet Leoben widmet sie sich der Verbesserung der Selektivität der Zersetzung der C2S-Phase in LD-Schlacke bei möglichst geringen Eisenverlusten und erhöhtem Phosphorfortbringen. Phosphor sorgt nachweislich für Versprödung von Stahl und sollte daher als Legierungselement nur in kontrollierten Mengen eingesetzt werden [1]. LD-Schlacke fällt im LD-Konverter im Zuge der Stahlherstellung als Nebenprodukt an, in Österreich etwa 800.000 Tonnen jährlich [2], davon rund 650.000 Tonnen bei der Firma voestalpine. Die Schlacke besteht im Durchschnitt aus 45 % CaO, 32 % FeO, 16 % SiO2 und 7 % MnO, zudem finden sich Chrom, Phosphor und Kohlenstoff in geringen Anteilen in der Schlacke [3]. Der Literaturteil behandelt einerseits die verschiedenen Ionen des Phosphors sowie Möglichkeiten zu deren Entfernung aus Lösungen, andererseits die Prozessführung der Laugung mit Fokus auf einer möglichen Verbesserung in der Schlackenvorbereitung. Der experimentelle Teil der Arbeit konzentriert sich besonders auf die Vorbereitung der Schlacke vor der Laugung durch Röstung. Eine detaillierte Merkmalsklassenanalyse einer der gerösteten Schlackenproben dient dabei zur Charakterisierung der Aufgabeprobe für die Laugung. Des Weiteren wird die Nachwaschung eines Fällungsproduktes (Citrats) aus dem Eluat der Laugung zur Phosphorverringerung mit verschiedenen Waschmedien beleuchtet. Aufgrund der erhöhten Kinetik der Reaktion im Feinkornbereich, wird zur Verbesserung des Laugungsprozesses eine Kreislaufführung des Grobgutes eines Hydrozyklons im letzten Teil der Arbeit experimentell simuliert.