Zinkhaltige Rückstände stellen sowohl in der NE-Metallurgie als auch in der Eisen- und Stahlindustrie ein Problem dar. In CONTOP®-Versuchsanlagen wurde Zink bislang aus Neutrallaugungsrückständen, Jarosit-Rückständen, Räumaschen und aus Stäuben aus Stahl-Elektroöfen erfolgreich verflüchtigt.
1996 wurde eine großtechnische Anlage zur Rückgewinnung von Zink hauptsächlich aus Räumaschen für die Harzer Zink GmbH in Goslar / Deutschland errichtet. Der Kohlenstoffgehalt in den Räumaschen aus den betriebseigenen New Jersey-Retorten diente dabei als Reduktions- und Heizmittel im CONTOP®-Schmelzreaktor. Nach Stilllegung der New Jersey-Retorten wurden im Einsatzmaterial die Räumaschen durch Staub aus Elektrofen-Stahlwerken, sog. EAF-Stäube, und der nun fehlende Kohlenstoff durch "billige"" Kohle ersetzt.
Anlagenstammbaum der CONTOP®-Hütte Harzer Zink GmbH
Die Eintragsmischung wird mit Förderluft pneumatisch zum Schmelzreaktor transportiert und zusammen mit dem Reaktionssauerstoff (93 % O2) tangential eingeblasen. Erstmals wurde hier großtechnisch ein neues Brennersystem eingesetzt. Bei diesen Spezialbrennern ist ringförmig um die Düse, durch die der Feststoff mit dem Sauerstoff eingeblasen wird, ein Erdgas/Sauerstoff-Pilotbrenner platziert. Hierdurch wird eine sofortige Zündung am Düsenaustritt gewährleistet. Durch die hohe Temperatur und auf Grund der eingestellten reduzierenden Atmosphäre werden Zink und Blei verflüchtigt.
Der Schmelzreaktor ist auf einem feuerfest ausgemauerten Unterofen montiert. Hieraus wird die Schmelze periodisch in Kübel abgestochen. Je nach Kupfer- und Schwefelgehalt der Eintragsmischung setzt sich während des Abkühlens am Boden des üübels ein Armstein ab, der in der Kupferindustrie weiterverwertet wird. Die Schlacke erfüllt alle Eluatkriterien und wird im Wasserbau eingesetzt.
Das zink-, blei- und CO-haltige Gas wird am Ende des Unterofens unterhalb des Kessels mit Luft nachverbrannt. Das dabei entstehende Oxid wird in einem hinter dem Kessel installierten Tuchfilter abgeschieden und hat eine ausgezeichnete Qualität von 58 - 60 % Zn. Das Abgas erfüllt mit <100 mg/m³ SO2, <20 mg/m³ CO, <0.02 ng TE/m³ und <2 mg/m³ Staub die vorgeschriebenen Abgasnormen.
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Prozessdaten CONTOP®-Anlage Harzer Zink GmbH |
Wie aus der oberen Abbildung ersichtlich ist der Schmelzreaktor in Rohrbauweise gefertigt. Selbst nach über 5 Jahren Betriebszeit wurden keine Korrosionserscheinungen festgestellt. Die Kühlung erfolgt mit Kesselwasser. Der hieraus freigesetzte Sattdampf wird mit dem im Kessel aus der Abgaskühlung gewonnenen Sattdampf in einer Überhitzerstufe des Kessels auf 300 °C überhitzt. Mit dem überhitzten Dampf mit einem Druck von 26 bar wird eine Turbine beaufschlagt und ca. 1 MW Strom gewonnen.
