Aufbereitungstechnische Charakterisierung von Reststoffen der
Stahlwerksindustrie
Die Stahl- und Walzwerk Marienhütte GmbH mit dem Standort inmitten von
Graz ist ein traditionsreiches Unternehmen, welches Betonstahl produziert und hierfür 100 % Schrott einsetzt. Dieser Schrott wird in einem Elektrolichtbogenofen erschmolzen, metallurgisch nachbearbeitet und als Rohstahl zu sogenannten Knüppeln vergossen und im Walzwerk weiterverarbeitet.
Die Marienhütte ist mit einer Jahresproduktion von rund 400.000 Tonnen Betonstahl
auch eines der größten Recyclingunternehmen Österreichs.
Trotz einer hohen internen sowie externen Recyclingquote fallen während des Herstellungsprozesses Reststofffraktionen an, die derzeit nur eine bedingte oder keine weitere Verwendung finden oder aus Gründen der enthaltenen Komponenten deponiert werden und damit Mehrkosten verursachen. Im Speziellen ergeben sich hierbei betriebsintern als 'Kehrichte' bezeichnete Nebenstoffströme, die zum einen während des Hüttenbetriebes im Werk ('Hüttenkehricht') und zum anderen als (vor allem nichtmagnetischer) Rückstand der Schrotteinsatzstoffe ('Waggonkehricht') anfallen. Auf die Jahresproduktion bezogen beträgt das werksinterne Aufkommen an Kehrichtfraktionen etwa 1 %, also ca. 4.000 t.
Legt man diesem Reststoffanfall die weltweite Rohstahlproduktion aus Elektrolichtbogenöfen zugrunde, die gemäß (Steel Statistical Yearbook, 2020) derzeit rund 523 Mio. t beträgt, sind es sogar 5,23 Mio. t. Ganz im Sinne des Zero-Waste-Gedankens hat sich die Marienhütte das Ziel gesetzt, einen Weg aufzuzeigen, wie diese Reststofffraktionen
adäquater aufbereitet sowie verwertet werden können.
Die zur Auffindung des für die Aufbereitung dieser Reststofffraktionen bestgeeigneten Verfahrensganges notwendigen Untersuchungen wurden im Rahmen des COMET-Projektes 'Competence Network for the Assessment of Metal-Bearing By-Products' (kurz: COMMBY) der Montanuniversität Leoben durchgeführt. Die gegenständlichen Untersuchungen wurden im Technikum des Lehrstuhles für Aufbereitung und Veredlung in Leoben und in den Versuchshallen der Firma Schaufler GmbH in Ybbs an der Donau abgewickelt.
In einem ersten Schritt wurden die beiden Kehrichtfraktionen nach aufbereitungstechnischen Gesichtspunkten charakterisiert. Im Vordergrund der Charakterisierungsarbeiten standen die Erhebung des aufbereitungstechnisch relevanten Phasenbestandes hinsichtlich Qualität und Quantität wie auch die Detektion der für eine effiziente Trennung notwendigen Merkmalsunterschiede. Bei der Merkmalsklassenanalyse wurden zuvor erstellte Partikelgrößenklassen der Siebanalyse händisch entsprechend ihrem optischen Eindruck nach den stofflichen Zusammensetzungen in Stoffklassen eingeteilt. Zusätzlich erfolgte die Separierung entsprechender Partikel mittels Handmagnet qualitativ in stark und schwach bzw. nicht magnetische Stoffklassen. In der stark magnetischen Stoffklasse befinden sich vor allem eisenreiche Metallfragmente. Die unmagnetischen Metalle enthalten Bestandteile wie etwa Dosen, Bleche und andere Fragmente, die aus nicht magnetischen Legierungen oder Nichteisenmetallen bestehen.
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