Verbundprojekt KlimPro: Reduzierte Prozessemissionen in der Stahl- und Zementherstellung: Aufbereitung und Nutzung von Roheisenentschwefelungsschlacke (RES) - Teilprojekt 4: Evaluation von Rezyklaten aus RES als Substitute für Düngemittel

Hintergrund

Ziel von RESycling ist es, durch die vollständige Aufbereitung und Verwertung der bisher ungenutzten Roheisenentschwefelungsschlacke (RES) klimarelevante Prozessemissionen in drei relevanten Industriebranchen – namentlich der Stahl-, Zement- und Düngemittelindustrie – zu senken.

Resycling 01

Abb. 1: Die Arbeiten aller fünf Verbundpartner sind in RESycling eng aufeinander abgestimmt. Die Koordination des Projekts erfolgt dabei durch das IBP und tkMSS. Durch die Zusammenarbeit von Forschungseinrichtungen wie dem Fraunhofer IBP und CBP sowie der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf (HSWT) und den industriellen Un-ternehmen thyssenkrupp MillServices & Systems (tkMSS) und Rohrdorfer Zement (RZ) vereinigt RESycling alle wichtigen Akteure der Verwertungskette. So soll sichergestellt werden, dass die Projektergebnisse zu reduzierten Prozessemissionen in den drei Industriezweigen Eisen- und Stahl, Zement und Chemische Grundstoffe beitragen.

Resycling 02

Abb. 2: RES kann als verbackenes Gemenge von elementarem Eisen (Fe), calcium- und siliciumreicher Mineralik (Min) und Schwefelverbindungen (S) verstanden werden. In RESycling sollen bestehende Technologien wie die elektrodynamische Fragmentierung (EDF), die oxidative Behandlung von Schwefelspezies und ein Verfahren zur Entsulfatisierung mineralischer Reststoffe (ENSUBA) zu einer wirtschaftlichen Prozesskette zur Aufbereitung von RES kombiniert werden. So sollen Prozessemissionen in der Eisen- und Stahl-, Zement- und Düngemittelindustrie reduziert werden.

Forschungsansatz

Für die erfolgreiche Realisierung sollen in RESycling innovative Technologien zu einer wirksamen und branchenübergreifenden Prozesskette kombiniert werden. Zunächst soll mittels elektrodynamischer Fragmentierung (EDF) das in der Roheisenentschwefelungsschlacke enthaltene metallische Eisen zurückgewonnen und als Erz- und Schrottersatz dem Hüttenkreislauf zugeführt werden und so Emissionen bei der Herstellung von Stahl senken. Mittels einer zweistufigen chemischen Behandlung des verbleibenden mineralischen Materials sollen anschließend sekundäre Rohstoffe für die Düngemittel- und Zementindustrie gewonnen werden, um auch hier Prozessemissionen zu reduzieren. Nach der erfolgreichen Ausarbeitung der Prozesskette im Labormaßstab soll auf Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse eine Technikumsanlage konzipiert und gebaut werden, welche zukünftig zur Weiterentwicklung der Verwertung von Roheisenentschwefelungsschlacke und ähnlichen Materialien verwendet werden soll. Durch die enge Einbindung industrieller Unternehmen aus der Stahl- und Zementindustrie soll dabei die Prozessentwicklung unter Berücksichtigung industrierelevanter Bedingungen sichergestellt werden und RESycling so nachhaltig zu reduzierten treibhauswirksamen Prozessemissionen beitragen: Um die positiven Effekte einer vollständigen Aufbereitung und Verwertung abschließend quantifizieren zu können, wird parallel zur technischen Projektarbeit eine Ökobilanzierung (life cycle assessment, LCA) und eine techno-ökonomische Analyse des entwickelten Verfahrens durchgeführt.


Lead of collaborative projects

Workpackage lead

Project duration

2022-01-01 - 2025-12-31

Sustainable Development Goals

E web goal 09
E web goal 11
E web goal 12
E web goal 13