Verwertung von Schlacke : TU Graz und Montanuniversität Leoben kurbeln Kreislaufwirtschaft Stahlindustrie an

ein riesiger Kessel, aus dem leuchtendes geschmolzenes Metall fließt, in einer dunklen, doch lebhaften industriellen Umgebung

Die sektorübergreifende Verwertung von Schlacken – kombiniert mit weiteren sekundären Rohstoffen – ermöglicht die Rückgewinnung von Metallen, aber auch die Entwicklung CO2-armer Bindemittelkomponenten.

(Hinweis: Dieses Bild wurde mithilfe von KI generiert und dient der Illustration.)

- © STUDIO MELANGE

Neue Lösungen für Elektroofenschlacke aus der Kreislaufwirtschaft:

Ein aktuelles Forschungsvorhaben verbindet die Montanuniversität Leoben mit der TU Graz. Die Wissenschafter beschäftigen sich mit der Frage, wie Nebenprodukte der Elektroofenstahl-Herstellung effektiv im Metallkreislauf verwertet und für die Herstellung von Bindemitteln eingesetzt werden können.

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Neue Lösungen für Elektroofenschlacke aus der Kreislaufwirtschaft Stahlindustrie

Die Stahl- und Eisenindustrie produziert Jahr für Jahr mehrere tausend Tonnen verschiedener Nebenprodukte. Das klassische Hochofenverfahren erzeugt hauptsächlich Hochofenschlacke, welche später zu Hüttensand verarbeitet und als wesentlicher Rohstoff für Bindemittel wie Portlandzement genutzt wird. 

Die Industrie vollzieht jedoch einen Wandel: Elektroöfen verdrängen sukzessive die herkömmlichen Hochöfen. Dadurch verschwindet die etablierte Hüttensand-Quelle, da sich die Eigenschaften von Elektroschlacke grundlegend von Hochofenschlacke unterscheiden. 

Neue Forschungsansätze zeigen Möglichkeiten auf, diese Schlacken ebenfalls zu nutzen und somit einen bedeutenden Beitrag zur ressourcenschonenden Kreislaufwirtschaft zu leisten.

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Die Forschenden verfolgen das Ziel, ein mögliches Problem in eine profitable Lösung zu transformieren. Die Entsorgung von Schlacken verursacht erhebliche Kosten. Eine stoffliche Nutzung in anderen Wirtschaftszweigen, beispielsweise im Bausektor, verhindert hingegen Abfallaufkommen und generiert Erlöse anstelle von Ausgaben.

"Wir haben gemeinsam mit einem Forscherteam der TU Graz untersucht, mit welchen Komponenten die Schlacken vermischt und behandelt werden müssen, damit sie beispielsweise als Sekundärstoff in der Stahlindustrie und in der Zementindustrie eingesetzt werden können", erklärt Klaus Doschek-Held vom Lehrstuhl für Thermoprozesstechnik der Montanuniversität Leoben.

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Technische Durchbrüche beim Institut für Materialprüfung und Baustofftechnologie

"Durch genaue Analyse der Ausgangsstoffe und karbothermische Behandlung kann die Elektroofenschlacke als Bindemittelbestandteil für die Baustoffindustrie, z.B. als Portlandzementbestandteil, aufbereitet werden," sagt Florian Steindl von den Instituten Materialprüfung und Baustofftechnologie und für Angewandte Geowissenschaften der TU Graz. 

"In unserem Privatkonsortium haben wir ein gutes Prozessverständnis dafür aufgebaut, welche Stellschrauben wir aus chemischer und mineralogischer Sicht drehen müssen, damit wir Hüttensand-ähnliche Eigenschaften bei Reaktivität, Festigkeit und Beständigkeit erhalten."

Mehrfacher Nutzen: Metallrückgewinnung und CO2-arme Bindemittel

Sowohl die Eisen- und Stahlindustrie als auch die Baustoffindustrie zählen global zu den CO2- und energieintensivsten Branchen.

Die branchenübergreifende Nutzung der Schlacken – gekoppelt mit zusätzlichen sekundären Rohstoffen – schafft nicht nur Möglichkeiten zur Rückgewinnung von Metallen wie Eisen, Chrom und Mangan. 

Gleichzeitig entstehen CO2-reduzierte Bindemittelkomponenten. Das Vorhaben trägt daher wesentlich zur Dekarbonisierung bei und unterstützt das Erreichen der Klimaneutralität.

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