Umwelttechnologie für Stahlwerke: Die Rückgewinnung des Säurebads

29. Februar 2016, 10:05
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Staatspreis Innovation 2016: Eine Technologie, die bei der Stahlproduktion nitrathältige Abwässer vermeidet

Wien – Im Zuge der Stahlerzeugung entsteht der sogenannte Zunder – eine dunkle Oxidschicht, die an dem Metall haftet. Dieser Zunder wird durch mechanische und chemische Prozesse entfert, unter anderem wird er in mehreren Säurebädern aufgelöst. Der Stahl wird damit vor Korrosion geschützt und erhält seine glänzende Oberfläche. Eine neue Technologie hilft, die hochgiftige Säuremischung, die dabei verwendet wird, im vollen Ausmaß wiederzuverwerten und damit vor allem nitrathältige Abwässer zu vermeiden. Sie brachte ihrem Entwickler, dem Anlagenbauer Andritz, eine Nominierung für den Staatspreis Innovation 2016 ein, der vom Wirtschaftsministerium am 29. März vergeben und von der Förderbank Austria Wirtschaftsservice abgewickelt wird.

Der neue Prozess namens Zemap ("Zero Effluent Mixed Acid Picking") ergänzt dabei das bereits bestehende Verfahren Pyromars, das von Andritz bereits in den 1990er-Jahren patentiert wurde und seitdem in Stahlwerken weltweit Verwendung findet. Mit Pyromars lassen sich Salpeter- und Flusssäure aus der verbrauchten Säuremischung, der sogenannten Abbeize, zurückgewinnen und wiederverwerten.

Belastenden Salze

Ohne ein solches Verfahren werden nach der Behandlung mit Kalk in Neutralisationsanlagen vor allem die Nitrate, also Salze der Salpetersäure, zur Belastung: Sie sind nicht abscheidbar und können nach der Deponierung des Neutralisationsschlamms ins Grundwasser gelangen – ein Problem, das man sonst vor allem von nitrathältigem Dünger in der Landwirtschaft kennt. Fluoride, also die Salze der Flusssäure, können dagegen mit dem Neutralisationsschlamm deponiert werden.

Mit Pyromars war die Rückgewinnung der Säuren aber noch nicht vollständig. "Nach dem Säurebad kommt eine Spülsektion, bei der der Edelstahl mit hochreinem Wasser gereinigt wird", erläutert Luis Coronado, Director Regeneration Systems Engineering bei Andritz. Etwa ein Drittel der Säuren bleiben an dem Edelstahl haften und werden in dieses Wasserbad mitgenommen. Nach dem Prozess ist das Wasser mit Säuren und gelösten Metallen versetzt – ein Gemisch, das mittels der neuen Technologie nun ebenfalls wiederverwertet werden kann. "Mit Zemap können wir Wasser, Säuren und Metalle zurückgewinnen. Nitratausstoß, Abwassermenge und Deponieschlamm werden auf ein Minimum reduziert", so Coronado.

Nach der Neutralisation der gelösten Säure kommt die Flüssigkeit dabei in einen mehrstufigen Vakuumverdampfer, in dem sie auf eine konzentrierte Lösung eingedampft wird, erläutert der Verfahrenstechniker. "Die zurückbleibende Lösung bringen wir dann erneut in die Pyromars-Anlage ein."

Umwelttechnologie, die sich rechnet

Hintergrund für die Technologie sind unter anderem restriktiver werdende Umweltauflagen, die die Nitratabwässer betreffen. Im Zuge der etwa fünfjährigen Entwicklungstätigkeit wurde für das Zemap-Verfahren eine Pilotanlage in China in Betrieb genommen, in der die Technologie unter realistischen Bedingungen über 1000 Stunden lang getestet wurde.

Ein "Nebeneffekt", der die Umwelttechnologie für die Stahlwerke attraktiv macht, ist ihre Wirtschaftlichkeit. "Ein mittelgroßes Edelstahlwerk mit einer jährlichen Produktionsmenge von einer Million Tonnen kann durch den Einsatz der Regenerationstechnologien etwa 7,1 Millionen Euro pro Jahr an Kosten für die Abbeize- und Spülwasserbehandlung einsparen", rechnet Coronado vor. "Die Amortisationsdauer für beide Technologien beträgt zwei bis drei Jahre." (pum, 29.2.2016)

  • Andritz baut Säure-Wiederaufbereitungsanlagen für Stahlwerke.
    foto: andritz ag

    Andritz baut Säure-Wiederaufbereitungsanlagen für Stahlwerke.

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