14.04.2023 • PlasmaUmweltphysik

Plasmatechnologie bereichert Forschung zu kritischen Rohstoffen

Entwicklung und Optimierung von Recyclingtechnologien für eine bessere Kreislaufwirtschaft.

Die Abteilung Prozess­metallurgie des Helmholtz-Instituts Freiberg für Res­sourcen­techno­logie (HIF) beschäftigt sich mit den Heraus­for­de­rungen von Energie und Recycling. Dabei geht es vor allem um die Gestal­tung, Entwicklung und Ver­knüpfung von metal­lurgischen Prozess­ketten und Systemen. Diese Ansätze ermög­lichen einen ausge­glichenen Material- und Energie­bedarf, eine Ver­ringe­rung der Energie­verluste und der Umwelt­auswirkungen innerhalb der Kreis­lauf­wirtschaft. Zur Erweiterung der metal­lurgischen Forschungs­akti­vitäten erhält das Institut des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) von der britischen Firma Tetronics einen Plasma­ofen zur Behand­lung von metall­urgischen Erzen und Abfällen

Abb: Plasma­ofen für metal­lur­gische For­schungs­akti­vi­tä­ten...
Abb: Plasma­ofen für metal­lur­gische For­schungs­akti­vi­tä­ten (Bild: Tetronics Techno­logies Limited)

Ein Plasma­ofen ist ein Schmelz­ofen mit Plasma­brenner. Das Plasma­gas erzeugt eine Ofen­atmosphäre mit günstigen thermi­schen Bedin­gungen, insbe­sondere für das Schmelzen und Umschmelzen von Eisen, Stahl und Nicht­eisen­metallen mit einem hohen Reinheits­grad. Das HIF erhält einen Doppel­elektroden-Plasma­ofen (TEPF), der auf einer bewährten, paten­tierten Techno­logie basiert, die speziell auf Viel­seitigkeit und Robust­heit ausgelegt ist. Die Konstruk­tion bietet dem HIF die nötige Flexibilität, um eine von drei Betriebs­arten für seine Forschungs- und Versuchs­arbeiten zur Reduktion, Raffi­nation und Valo­risierung insbe­sondere von Schlacken aus metal­lurgischen Prozessen zu ermöglichen. Der Plasma­ofen wird im Laufe des Jahres 2023 von Tetronics geliefert, installiert und in Betrieb genommen. Das britische Unter­nehmen ist ein weltweit führender Anbieter von Plasma­licht­bogen­systemen, die sich auf die Dekarbo­nisierung anspruchs­voller indus­trieller Prozesse konzen­trieren, und liefert seine eigene Plasma­ofen­technologie. Diese bildet die Grund­lage für die Forschungs­arbeiten des HIF zur Redu­zierung, Ver­edelung und Auf­wertung von metal­lurgischen Abfall­produkten sowie zur Behandlung von Primär­erzen und Konzen­traten. Tetronics wird für den Entwurf und die Her­stellung des Plasma­ofen­systems, die Über­wachung der Instal­lation und Inbetrieb­nahme sowie für die Einweisung und Schulung der Bediener verant­wortlich sein.

„Diese auf Plasma­technologie basierende Anlage und die maß­geschnei­derten Versuchs­möglichkeiten werden sie zu einer einzig­artigen Ein­richtung in der europäischen Rohstoff­forschungs­landschaft machen. Angesichts der dringenden Heraus­forderungen bei der Umsetzung der Kreis­lauf­wirtschaft und der Ein­dämmung der Klima­auswirkungen sowie der Ver­antwortung für Technologie­entwicklungen und -einführungen, die erforderlich sind, um die ehrgeizigen Ziele des europäischen Gesetzes über kritische Rohstoffe zu erreichen, wird sie ein starkes Instrument für unsere eigenen Forscher und Partner sein“, ordnet Prof. Dr. Jens Gutzmer, Direktor des HIF am HZDR, die neue Forschungseinrichtung ein. Dr. Ajay Patil, Leiter der Abteilung Prozess­metallurgie am HIF, betont, dass „der Plasmaofen für die Entwicklung neuer kritischer Rohstoff­technologien und die Optimierung bestehender Techno­logien, die mit Kosten- und Umwelt­belastungen zu kämpfen haben, genutzt werden wird, wobei die Expertise des HIF in der Hydro- und Pyro­metall­urgie zum Einsatz kommt“.

Graeme Rumbol, Geschäfts­führer von Tetronics, sagt: „Wir freuen uns sehr, von einer so hoch angesehenen Forschungs­einrichtung wie dem HZDR ausgewählt worden zu sein. Im Zuge der welt­weiten Umstellung von Produkten und Prozessen, die durch zentra­lisierte fossile Brenn­stoffe angetrieben werden, auf sauberere Quellen, die vor Ort produziert und gelagert werden, steigt die Nachfrage nach kritischen Mineralien exponentiell an. Wir sind besonders stolz darauf, mit führenden Forschern und Forsche­rinnen am HZDR und anderen globalen Insti­tutionen zusammen­zuarbeiten, um das Verständnis, die Verfüg­barkeit und die Nachhaltigkeit neuer metal­lurgischer Lösungen für drängende Umwelt­probleme zu verbessern.“

HZDR / LK

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