CreeS - Chromfreie Schlacke

Das Projekt CreeS („Chrom free Slag") adressiert die dringende Notwendigkeit innovativer technologischer Lösungskonzepte für eine nachhaltige, ressourcenschonende Produktion und die Förderung der Kreislaufwirtschaft. In diesem Kontext gewinnt der Einsatz von Produktionsrückständen zur Reduktion des CO₂-Fußabdrucks von Produkten immer mehr an Bedeutung. Die Zementindustrie steht vor der Herausforderung, alternative Sekundärrohstoffe (SRS) und Sekundärzumahlstoffe (SZS) zu finden, um Primärrohstoffe zu substituieren und CO₂-Emissionen zu senken. Schlacken, insb. Edelstahlschlacken (EDS), bieten hier ein großes Potenzial, sind jedoch aufgrund ihres hohen Schwermetallgehalts (zumeist Chrom (Cr)), bisher nur eingeschränkt nutzbar.

Das zentrale Ziel des Projekts CreeS ist die Entwicklung eines technologischen Konzepts zur Herstellung einer Cr-freien EDS, die als SRS oder SZS in der Zementindustrie eingesetzt werden kann. Die EDS entstehen unweigerlich bei der Produktion von Edelstahl, wobei in Österreich nur begrenzte Verwertungsmöglichkeiten für die EDS bestehen. Im Projekt wird das Potenzial der EDS durch gezielte Schwermetallentfernung vollständig ausgeschöpft. Zusätzlich entstehende Materialströme werden in interne Produktionskreisläufe der Stahlindustrie zurückgeführt. Dies ermöglicht die Erschließung neuer ressourcenschonender Verwertungswege und trägt maßgeblich zur Reduktion von Abfällen sowie zur effizienten Nutzung von Roh- und Reststoffen bei. Durch diesen Ansatz wird ein wichtiger Beitrag zur nachhaltigen Industriepraxis und zur Schließung von Materialkreisläufen geleistet.

Zunächst wird durch mechanische Aufbereitung die Abtrennung Cr-führender Phasen geprüft. Parallel dazu wird das Cr durch thermochemische Behandlung in wasserlösliche Phasen überführt und anschließend in einer gesicherten Prozessumgebung gelaugt, um Cr-freie Schlacke zu erzeugen. Dieser Ansatz umfasst das Einblasen von O₂ in die schmelzflüssige Schlacke, wodurch exotherme Oxidationsreaktionen das Cr in seine wasserlösliche Spezies umwandeln. Der unterstützende Einfluss von Additiven wird ebenfalls untersucht.

Anschließend wird das Cr aus der EDS gelaugt, durch nullwertiges Eisen (Fe(0)) im Fließbettreaktor (ferroDECONT-Verfahren) rückgewonnen und dabei in einem Fe-Cr-Hydroxidschlamm fixiert. Somit entstehen durch den Laugungsprozess eine Cr-freie EDS sowie ein Fe-Cr-haltiger Schlamm.
Beide Stoffe werden in weiterer Folge auf ihre Eignung zur Rückführung in die Zementindustrie (Cr-freie EDS) durch die Holcim (Österreich) GmbH bzw. der Stahlindustrie bei der Breitenfeld Edelstahl AG (Fe-Cr-Schlamm) geprüft.

Im Projekt wird die gesamte Wertschöpfungskette abgebildet: von der Entstehung der EDS über die Möglichkeiten der Rückgewinnung von Schwermetallen (insb. Cr) und der Herstellung der Cr-freien Schlacke sowie der Verwertung aller entstehender Stoffströme. Die genannten Industriepartner werden durch die wissenschaftlichen Partner, die Lehrstühle für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft und für Thermoprozesstechnik der Montanuniversität Leoben sowie der K1-Met GmbH, ergänzt.

Das systemübergreifende Technologiekonzept stellt einen bedeutenden Fortschritt für die Kreislaufwirtschaft dar. Die erzielten Ergebnisse sind auf verschiedene Schlacketypen übertragbar und tragen zur Reduktion des CO₂-Ausstoßes sowie zur Schonung natürlicher Ressourcen bei. Dadurch wird ein positiver Klimabeitrag erzielt, der sowohl ökologische als auch ökonomische Vorteile schafft.

Projektleitung

Dr.mont. Philipp Sedlazeck
Montanuniversität Leoben, Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik & Abfallwirtschaft

Projekt- bzw. KooperationspartnerInnen

• Montanuniversität Leoben Lehrstuhl für Thermoprozesstechnik (TPT)
• Breitenfeld Edelstahl Aktiengesellschaft
• ferroDECONT GmbH
• Holcim (Österreich) GmbH
• K1-MET GmbH

Dr.mont. Philipp Sedlazeck
Montanuniversität Leoben, Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik & Abfallwirtschaft
Franz-Josef-Str. 18, A-8700 Leoben, Austria
Tel: +43 3842 / 402-5111
E-Mail: philipp.sedlazeck@unileoben.ac.at
Web: avaw-unileoben.at