Im Projekt »RESycling« werden durch die Verbundpartner praxisnahe Lösungen zur Aufbereitung und vollständigen Verwendung von Roheisenentschwefelungsschlacke (RES) erarbeitet. Kern des Vorhabens ist ein mehrstufiger Aufbereitungsprozess der während des Vorhabens anteilig vom Labor- in den Technikumsmaßstab überführt werden soll.

Aus der Aufbereitung der RES entstehen wertvolle Rohstoffe, deren Verwertbarkeit in drei Industriebranchen – namentlich die Stahl-, Zement- und Düngemittelindustrie – geprüft wird.

 

 

 

Roheisenentschwefelungsschlacke (RES): Eine Rohstoffquelle für drei Industriebranchen

 

Erklärtes Ziel von RESycling ist die Reduktion von Treibhausgasemissionen in der Stahl-, Zement und Düngemittelindustrie durch die Entwicklung eines innovativen Aufbereitungsverfahrens. Die Verbundpartner verfolgen das Ziel, für die bisher nicht komplett genutzte RES eine ganzheitliche Verwendungsstrategie zu etablieren. Die branchenübergreifende und vollumfassende Verwendung einer Schlacke zur Reduktion klimarelevanter Prozessemissionen ist ein neuer und ressourcenschonender Ansatz zur Schließung von Stoffkreisläufen in den oben genannten Industriezweigen. Durch die enge Einbindung von Unternehmen soll die Prozessentwicklung unter Berücksichtigung industrierelevanter Anforderungen sichergestellt werden und so nachhaltig zu reduzierten treibhauswirksamen Prozessemissionen (Carbon Direct Avoidance) beitragen. Bei der Eisen- und Stahlherstellung (hier Schwerpunkt: Hochofenroute), der Mineralverarbeitende Industrie (hier Schwerpunkte: Zement, Gips) und der Chemische Grundstoffindustrie (hier Schwerpunkt: Düngemittel) sollen nicht nur die Prozessemissionen reduziert, sondern durch die Verwendung von Reststoffen der Stahlindustrie auch ressourcenschonende Produktionsprozesse implementiert werden. Dafür soll ein mehrstufiger Prozess entwickelt werden, so dass die Bedarfe der einzelnen Industriebranchen möglichst zufriedenstellend bedient werden können.

 

 

In zwei Schritten zum Erfolg

 

Für die erfolgreiche Realisierung werden innovative Technologien zu einer wirksamen und branchenübergreifenden Prozesskette kombiniert. Zunächst soll mittels elektrodynamischer Fragmentierung das in der RES enthaltene metallische Eisen zurückgewonnen und als Erz- und Schrottersatz dem Hüttenkreislauf wieder zugeführt werden. Durch eine oxidative Behandlung und einer anschließenden chemischen Wäsche des verbleibenden mineralischen Materials sollen Düngemittel, Zementrohstoffe und Calciumsulfate für die Bauindustrie gewonnen werden. Nach der erfolgreichen Ausarbeitung der Prozesskette im Labormaßstab wird auf Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse eine Technikumsanlage konzipiert und installiert, welche zukünftig zur Weiterentwicklung der Aufarbeitung und Verwendung von RES und anderen Schlacken eingesetzt werden soll. Um das Implementierungspotenzial sowie das Nutzungspotenzial des RESycling-Verfahrens abschließend beziffern zu können, erfolgen begleitende Lebenszyklusanalysen entlang der betroffenen Wertschöpfungsketten. Da RES ein derzeit fast ungenutzter Reststoff ist, ist das Einsparpotenzial von Energie und Treibhausgasen enorm.

 

 

Branchenübergreifende Expertise als Schlüssel

 

Durch den selektiven Aufschluss von teilweise deponierten Schlacken und damit ungenutzten Rohstoffpotentialen wird RESycling hochwertige Verwendungsstrategien aufzeigen und damit sowohl die Entwicklung nachhaltiger Produkte vorantreiben als auch die Motivation der Industrie zur Einführung innovativer Recyclingprozesse erhöhen. Dabei liegt der Schlüssel zum Erreichen der gesteckten Ziele sicher im Zusammenwirken der beteiligten Verbundpartner. Durch die Zusammenarbeit von Forschungseinrichtungen wie dem Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP und dem Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP sowie der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf (HSWT) und den industriellen Unternehmen thyssenkrupp MillServices & Systems (tkMSS) und Rohrdorfer Zement (RZ) vereinigt RESycling alle wichtigen Akteure der Verwendungskette.

Jeder Verbundpartner agiert dabei federführend in einem der fünf Teilprojekte (TP): In TP1 wird das Fraunhofer IBP neben der Ökobilanzierung des Vorhabens ein Aufbereitungsverfahren für RES entwickeln und die gewonnenen Erkenntnisse zur Errichtung einer geeigneten Technikumsanlage nutzen. In TP2 bearbeitet das Fraunhofer CBP die Skalierung des Aufbereitungsverfahrens für RES und unterstützt das Fraunhofer IBP bei der Konzipierung der Technikumsanlage. In TP3 prüft tkMSS die Rückführung von Eisen aus RES in den Hüttenprozess. HSWT evaluiert in TP4 sulfathaltige Rezyklate als Substitute für Düngemittel und RZ prüft den Einsatz überwiegend mineralischer Rezyklate als Substitute für Zementrohstoffe in TP5.