Emissionsarmes Titan

Projektbeschreibung

Im Rahmen der Arbeiten der DFG Forschergruppe FOR 1372 wurde von den Projektpartnern Institut für Aufbereitung, Deponietechnik und Geomechanik der TU-Clausthal (IFAD) und dem Institut für Metallurgische Prozesstechnik und Metallrecycling der RWTH Aachen (IME) ein prozessstufenminimiertes Verfahren zur aluminothermischen Herstellung von Titan-Aluminium-Legierungen entwickelt (ASH-Synthese). Die Prozessstufenminimierung beruht auf der Herstellung und dem Einsatz von hochreinen synthetischen TiO₂- Konzentraten durch die Reduktion von Ilmenit-Metall-Agglomeraten mit atomarem Wasserstoff bei schwefelsaurer Laugung und Hydrolyse unter p-T-Normalbedingungen und auf der mechanischen Aktivierung von Rutilkonzentraten. Der Einsatz dieser Vorstoffe bei der aluminothermischen Titan-Aluminium-Legierungsherstellung führte zu einer Verminderung des Boosterbedarfs um 30% und damit zu einer Verminderung von Chloremissionen. Mit diesem Ergebnis wurde das Ziel der ersten Phase DFG Forschergruppe FOR 1372 für die genannten Projektpartner erreicht.

In der beantragten zweiten Phase soll nun der entwickelte Prozess in Form eines Transferprojektes mit Industriepartnern in den technischen Maßstab überführt werden. Der Anteil des IFAD gemeinsam mit der Maschinen- und Anlagebaufirma Siebtechnik GmbH ist die industrietaugliche Umsetzung der mechanischen Aktivierung durch Modifizierung der eingesetzten Exzenter-Schwingmühle für die Herstellung von mechanisch-aktivierten Rutilerzkonzentrat. Daneben soll die prozessstufenminimierte Herstellung von synthetischem TiO₂ aus dem Massenrohstoff Ilmenit reaktionskinetisch untersucht und zur Anwendungsreife gebracht werden. Die Unterstützung des Industriepartners Siebtechnik GmbH soll in diesem Fall bei den Trennstufen Fest-Flüssig nach Laugung und Hydrolyse durch das Zentrifugen-Labor der Siebtechnik GmbH erfolgen. Der Anteil des IME gemeinsam mit dem metallurgischen Unternehmen Elektrowerk Weisweiler GmbH ist die Überführung der entwickelten Technologie in den Tonnenmaßstab. Dazu soll als Einsatzmaterial mechanisch-aktiviertes Rutilerzkonzentrat verwendet werden und die Aufstellung von Wärmebilanzen erfolgen. Parallel ist die Erforschung kaliumarmer Boostermischungen durch mechanische Aktivierung vorgesehen, die von beiden Projektpartnern durchgeführt wird. Für das aluminothermische System sollen Energiebilanzen aufgestellt werden. Der industrielle Einsatz der ASH-Synthese soll durch Anwendung der Vakuum-Inertgas Technologie auf ein höheres technisches Niveau gehoben werden.

Verbundpartner

• Technische Universität Clausthal (TUC), Institut für Aufbereitung, Deponietechnik und Geomechanik (IFAD)
• Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (RWTH), Metallurgische Prozesstechnik und Metallrecycling Aachen (IME)
• Siebtechnik GmbH, Mühlheim an der Ruhr
• Elektrowerk Weisweiler GmbH, Eschweiler-Weisweiler

Gefördert durch:

Deutsche Forschungsgemeinschaft, GZ: FR 1713