Die thermische Abfallbehandlung stellt nach aktuellem Stand sowie zukünftig im Wandel zur „Circular Economy“ eine zentrale Säule der europäischen Abfallwirtschaft dar. Aus ökologischer und ökonomischer Sicht gewinnt die NE-Metallrückgewinnung aus Müllverbrennungsrostasche mittels Wirbelstromscheidern zunehmend an Bedeutung in der konventionellen Rostaschenaufbereitung. Die Weiterentwicklung der Sortiertechnik ermöglicht darüber hinaus eine trockenmechanische Trennung in Leicht- und Schwermetallfraktionen der gemischten NE-Metallkonzentrate.
Einen Schwerpunkt der Arbeit bilden praktische Versuche zur Röntgentransmissionssortierung, mit dem Ziel einer möglichsten hohen Produktreinheit der Leichtmetallfraktion. Die Anwendung des Aluminiumrefininings liefert wichtige Erkenntnisse über erwartbare Schmelzausbeuten und chemische Zusammensetzung in Abhängigkeit wesentlicher Einflussgrößen wie Kornspektrum, Sortiergrad und Schmelzsalzzusammensetzung.
Aufgrund des hohen Zinkanteils in der Schwermetallfraktion aus Rostasche wird im Rahmen der Arbeit die Vakuumdestillation auf seine Eignung als Andienungs-verfahren untersucht. Basierend auf einer thermochemischen Modellierung werden Drücke und Temperaturen ermittelt, die für eine möglichst vollständige Zinkabtrennung notwendig sind. Mit Hilfe von Literaturdaten werden Kinetikmodelle erstellt, die eine Voraussage über den Konzentrationsverlauf und damit der benötigten Behandlungsdauer zulassen. Anhand von Phasenverteilung und -zusammensetzung werden in Abhängigkeit der Aufbereitungstiefe und der Korngröße die Effektivität der Vakuumbehandlung sowie der Aufbereitungskette beurteilt.
Aktualisiert: 2023-02-23
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Verunreinigte Schrotte, z.B. gebrauchte Getränkedosen, werden in (Kipp)-Drehrohröfen in NaCl-KCl-Salzschmelzen mit einem geringen Zusatz von Fluorid (Na3AlF6 oder CaF2) recycelt. Die Hypothese dieser Arbeit ist, dass KCl aufgrund seines höheren Dampfdrucks im Vergleich zu NaCl in nennenswerten Anteilen aus dem Schmelzsalz verdampft. Auf Grund steigender Kaliumchlorid-Preise, besonders durch die hohe Anfrage in Düngemittelindustrie angetrieben, besteht ein Interesse an einer Reduzierung seines Anteils im Schmelzsalz. Diese Arbeit befasst sich mit dem Einfluss des KCl-Gehalts im Schmelzsalzsystem auf die Koaleszenz und Schmelzausbeute und dem Verdampfungsverhalten der Salzschmelze beim Recyclingprozess beim Einschmelzen von Aluminium und gebrauchten Getränkedosen (UBC). Die experimentellen Arbeiten werden im Labormaßstab durchgeführt. Sowohl die Koaleszenz von Aluminium und als auch von UBC werden in KCl-reduzierten Schmelzen unter Verwendung von Na3AlF6 und CaF2 beurteilt. Zur Erfassung der Verdampfungsneigung des NaCl-KCl-Systems dienen Thermoanalysen der reinen Salzschmelzen, wie auch der Salzschmelzen mit Fluorid und/oder Aluminium. Die Ermittlung der Änderungen der Salzschlackenzusammensetzung beim Einschmelzen von Aluminium und von UBC in KCl-reduzierten-Schmelzen unter Verwendung von Na3AlF6 und CaF2 erfolgt anhand der Schlackenanalysen. Hierbei sollen auch mögliche Reaktionen zwischen dem Schmelzsalz und dem Metall, anhand von Reaktionsprodukten mittels Schlackenanalysen, aufgedeckt werden. Die vorliegende Arbeit wird mit der Gegenüberstellung der Erkenntnisse mit den Ergebnissen der UBC-Einschmelzversuche im Demonstrationsmaßstab abgeschlossen.
Aktualisiert: 2022-12-01
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PhD thesis about the Dross Formation in Aluminium Melts by Residues of Used Beverage Can Scrap with Thermal Pretreatment in German (116 pages) and extended abstract in Englisch (17 pages).
Dross formation of used beverage can scrap (UBCs) bales is investigated in laboratory scale experiments to understand the reactions with aluminium melts. Experiment conditions are chosen according to multi-chamber furnaces, which combine thermal pre-treatment and submerged melting of the scrap. Each process step is investigated separately, to describe dross formation excluding oxygen containing furnace atmosphere.
The results of thermal pre-treatment experiments have shown that the availability of oxygen (0,9 < λ < 1) has to be continuously adapted to the scrap oxygen demand. An effective material temperature between 550 °C and 570 °C is necessary for a treatment time of at least 30 min. It is clearly shown that adhering carbon containing pyrolysis char, as well as oxidised can sheet surfaces decrease the coalescence of molten scrap, resulting in dross with a high metal fraction.
Further melting experiments with UBC bales of different scrap densities show that lowering the bale density decreases dross formation, even with untreated scrap. This result highlights the necessity of using shredded UBCs, preferably without closed porosity in salt flux free melting processes. A comparison of melting experiments und inert gas and air prove that the organic contamination of has to be understood as energy content of the scrap. By removing this content, exothermic combustion reactions of organics in the whole process are avoided and metal oxidation supressed. Hence, the causality between metal loss and increasing organic contamination is established.
Aktualisiert: 2020-11-05
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Die Herstellung von Aluminiumgussprodukten hat einen Anteil von über zehn Prozent am Energiebedarf der Automobilproduktion. Davon ist die Hälfte der ineffizienten Herstellung des Sekundäraluminiums geschuldet. Zurzeit ist das Schmelzen von Altschrotten im Drehtrommelofen ein auf empirischen Daten basierender Prozess.
Der Fokus dieser Arbeit liegt auf der Entwicklung einer optimierten Vorgehensweise zur Beschickung der Schmelzöfen, um den Energiebedarf und die Treibhausgasemissionen zu reduzieren. Ausgehend von einer detaillierten Untersuchung der Schmelzöfen und experimentellen Ergebnissen wird eine Messgröße identifiziert, die eine Bewertung des Schmelzguts während des Schmelzprozesses ohne eine Öffnung des Ofens erlaubt.
Die Erprobung der entwickelten Methodik erfolgte an einem Drehtrommelofen zur Bereitstellung einer Legierung für den Druckgießprozess. Innerhalb der durchgeführten Untersuchung konnte ein Potenzial zur Senkung des Endenergiebedarfs von 18,5 Prozent nachgewiesen werden.
Aktualisiert: 2020-06-05
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Die Herstellung von Aluminiumgussprodukten hat einen Anteil von über zehn Prozent am Energiebedarf der Automobilproduktion. Davon ist die Hälfte der ineffizienten Herstellung des Sekundäraluminiums geschuldet. Zurzeit ist das Schmelzen von Altschrotten im Drehtrommelofen ein auf empirischen Daten basierender Prozess.
Der Fokus dieser Arbeit liegt auf der Entwicklung einer optimierten Vorgehensweise zur Beschickung der Schmelzöfen, um den Energiebedarf und die Treibhausgasemissionen zu reduzieren. Ausgehend von einer detaillierten Untersuchung der Schmelzöfen und experimentellen Ergebnissen wird eine Messgröße identifiziert, die eine Bewertung des Schmelzguts während des Schmelzprozesses ohne eine Öffnung des Ofens erlaubt.
Die Erprobung der entwickelten Methodik erfolgte an einem Drehtrommelofen zur Bereitstellung einer Legierung für den Druckgießprozess. Innerhalb der durchgeführten Untersuchung konnte ein Potenzial zur Senkung des Endenergiebedarfs von 18,5 Prozent nachgewiesen werden.
Aktualisiert: 2020-06-05
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Die komplett revidierte Auflage bietet einen hervorragenden Überblick über die Verfahrens-, Maschinen- und Werkzeugtechnik des Strangpressens. Sie eignet sich als Nachschlagwerk gleichermaßen für in der Praxis stehende Ingenieure wie für Studenten und Wissenschaftler. Durch die sehr weit gefasste Sachdarstellung der Autoren werden die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten des Strangpressens kompetent und umfassend veranschaulicht. Aus dem Inhalt: Strangpressprodukte // Strangpress- und Rohrpressverfahren // Metallkundliche Grundlagen// Herstellung von stranggepresstem Halbzeug // Maschinen // Werkzeuge // Qualitätsmanagement.
Aktualisiert: 2020-09-04
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