Zink ist eines der wichtigesten Metalle in unserer Gesellschaft, wobei die Hauptanwendung im Korrosionsschutz von Stahl liegt. Aber auch in der Gummi-, Keramik- und Düngemittelproduktion spielt Zink eine wichtige Rolle. Der global wachsende Bedarf an Zink betrug im Jahr 2024 etwas 17 mio. Tonnen, davon entfallen 2.4-2.7 mio. Tonnen auf Europa. Dabei beträgt das emiittierte CO2-Äquivalent 2 Tonnen pro Tonne primärerzeugtem Zink beträgt und nur etwa 27% des europäischen Bedarfs an zinkhaltigem Erz werden durch Abbaugebiete in Europa bereitgestellt. Außerdem müssen in der Primärzinkerzeugung, auf Grund von Verunreinigungen im Erz, große Mengen an problematischer Schlacke deponiert werden. Nur ein kleiner Teil des Zinkbedarfs kann derzeit über Recycling von entsorgten zinkhaltigen Gütern gedeckt werden.
Durch teilweises Ersetzen von Primärzing durch die Extrakton von Zink aus Stäuben aus der Sekundärstahlproduktion und Schlacken aus Bleihütten können alle diese Proble der Primärzinkprodukition adressiert werden. Leider weisen derzeitige Extraktionstechnologien für diese Reststoffe signifikante Nachteile auf, wie selektive Extraktion von Zink ohne Berücksichtigung weiterer wertvoller Inhaltsstoffe, welche dieses Recycling behindern. Ebenfalls werden derzeitig angewandte Recyclingverfahren mit fossilem Kohlenstoff betrieben, wodurch ein hoher CO2-Fußabdruck auf diese Zink entfällt, welche den Zielen einer nachhaltigen Entwicklung entgegensteht. Daher ist es Ziel diese Forschungsprojektes eine im ersten Schritt Bio-Kohle basierte Recyclingtechnologie zu entwickeln, welche im weiteren Schritt auf Wasserstoff umgestellt werden kann.
Abbildung 1: Zink und Eisenextraktionstechnologie für Stahlwerksstäuben. Die Stäube werden zu beginn zu größeren Pellets agglomeriert welche nach einer Trocknung eine Vorverdampfungstufe durchlaufen, befor das Zinkoxid im Reduktionsaggregat abgetrennt wird. Für die Anwendung bei Bleiwerksscklacken, die bereits flüssig vorleigen, ist nur die Behandlung im Reduktionsofen notwendig.
Im Zentrum der Forschung rund um die Zinkrecylcingtechnologie stehen verschiedene wie die Reduzierung des Energieverbrauchs und der CO2-Emissionen bis hin zur Minimierung von Abfall und Umweltverschmutzung. Der ganzheitlicher Ansatz umfasst sowohl die Optimierung bestehender Produktionsprozesse als auch die Entwicklung innovativer Verfahren, die auf erneuerbaren Energien basieren. Das engagierte Team von WissenschaftlerInnen und StudentInnen der Montanuniversität Leoben strebt dabei an, die Zinkproduktion effizienter und ökologisch verträglicher zu gestalten.
Am EVT werden auf Basis von Detaillierten Prozessanalysen, detaillierte Material- und Energieflussmodelle der Prozessroute entwickelt. Diese Modelle ermöglichen eine Technologieentwicklung in Richtung verbessterte interne Abwärmenutzung, Effizienzssteigerund und Verringerung von CO2-Emissionen. Im weiteren Schritt werden ökonomische Randbedingungen, wie Investitionskosten und Energiemarktsituationen berückischtigt, um Flexibilitäten Auszulegen und das Wechselspiel von Effizienz und Kosten zu untersuchen. Darauf basierend können verschiedene Technologiegestaltungsoptionen bezüglich ihrer Inversitionsrisiken, CO2-Reduktionspotentiale und Anwendungsorte bewertet werden.
Für weitere Informationen besuchen Sie bitte die Website: http://greenzinc.at/.
Abbildung 2: Methodische Vorgehensweise in der Analyse der Zinkrecycling- und Extraktionstechnologie am Lehrstuhl für Energieverbundtechnik
Projektpartner:
Das COMET-Projekt Green Zinc wird im Rahmen von COMET – Competence Centers for Excellent Technologies durch BMK, BMAW, Standortagentur Tirol, Kärntner Wirtschaftsförderungs Fonds, Steirische Wirtschaftsförderungsgesellschaft m.b.H. und Das Land Steiermark gefördert. COMET wird durch die FFG abgewickelt.
