IM RAHMEN DES PROJEKTS „GREEN ZINC“ KONNTEN ERSTE UNTERSUCHUNGEN IM BEREICH DER SCHLACKENOPTIMIERUNG AUS DER BLEIINDUSTRIE ERFOLGREICH ZWISCHEN KRISTALLINEN UND AMORPHEN TEILEN DER SCHLACKENMORPHOLOGIE UNTERSCHEIDEN. AUF DIESER GRUNDLAGE KANN JETZT EINE UMFASSENDERE BEWERTUNG DER MODIFIZIERTEN SCHLACKEN VORGENOMMEN UND SOMIT EIN GEZIELTERES NULL-ABFALL-KONZEPT FÜR DEN BETRACHTETEN PROZESS ENTWICKELT WERDEN.

Schlacken aus der Nichteisenmetallurgie sind oft ein Abfallprodukt. Ein Ziel dieses Projekts ist es, neben der CO2-Neutralität auch Null-Abfall-Konzepte für die betrachteten Prozesse zu ermöglichen und so die Schlacken als Nebenprodukte zu verwerten. Dazu muss die Schlacke optimiert, d. h. modifiziert werden – durch Reduktion, Zugabe von Additiven und unterschiedliche Kühlverfahren –, damit sie anschließend in der Bauindustrie eingesetzt werden kann.
Die Charakterisierung entsprechender, optimierter Nebenprodukte stellt jedoch eine entscheidende Herausforderung dar, da eine einfache Elementanalyse keine ausreichenden Informationen über die mögliche Verwendung als Sekundärrohstoff liefert. Präzise Kenntnisse über die Morphologie und Phasen sowie die Kornform und -größe sind daher für die Bewertung geeigneter Verwertungsstrategien unerlässlich.

Erste Erfolge wurden erzielt, indem die Morphologie der produzierten Schlacke mithilfe von Durchlichtmikroskopie genauer bestimmt wurde. In den untersuchten Proben sind kristalline und amorphe Bereiche deutlich zu erkennen. Im entsprechenden Laborversuch wurde Schlacke aus der Bleiverarbeitung mit Petrolkoks reduziert, mit Al2O3 modifiziert und anschließend mit verschiedenen Kühlverfahren weiter modifiziert. Etwa 0,5 kg Schlacke wurden einmal bei Raumtemperatur (luftgekühlte Probe) und einmal in ein Wasserbad (wassergekühlte Probe) gegossen.

(luftgekühlte Probe) und einmal in ein Wasserbad (wassergekühlte Probe) gegossen.

Mikrostruktur von Schlacke aus der Bleiverarbeitung, reduziert mit Petrolkoks und modifiziert mit Al2O3, die in einem Tiegel bei Raumtemperatur abgekühlt wurde (luftgekühlte Probe)

Mikrostruktur von Schlacke aus der Bleiverarbeitung, reduziert mit Petrolkoks und modifiziert mit Al2O3, die in einem Wasserbad gekühlt wurde (wassergekühlte Probe)

Selbst in dem kurzen Zeitfenster zwischen den beiden Kühlvarianten zeigten sich deutliche Unterschiede. Die luftgekühlte Probe weist deutlich mehr kristalline Phasen auf als die wassergekühlte Probe. In der wassergekühlten Probe hingegen ist die Bildung von Kristallen kaum erkennbar; hier überwiegt der amorphe Anteil. Im Durchlichtmikroskop ist dies bereits auf einer Skala von 10 µm zu erkennen.

Auswirkungen und Effekte
Aufgrund immer strengerer Umweltschutzgesetze und der damit verbundenen steigenden Kosten für Deponien wird es für Unternehmen immer attraktiver, abfallfreie Prozesse einzuführen und so Deponien zu vermeiden. Durch das Recycling der Schlacke können nicht nur die Kosten für Deponien vermieden, sondern auch schwerwiegende Umweltverschmutzungen in Zukunft verhindert werden. Darüber hinaus kann die Aufbereitung und Sanierung bestehender Deponien als bedeutende zusätzliche Quelle der Wertschöpfung angesehen werden.