NuKoS – Nutzung von Kohlenstoffdioxid in Schlacken

CO2 als nachhaltige Kohlenstoffquelle – Wege zur industriellen Nutzung von Schlacken aus der Stahl- und Metallproduktion

© Fraunhofer IVV

Kohlenstoffdioxid in Schlacken

Die Verfahren werden im Hochdrucktechnikum erprobt.

Projektziele: Rohstoffproduktivität erhöhen und CO2 minimieren

Im Forschungsprojekt »NuKoS« sollen Schlacken aus der Stahlherstellung mithilfe von CO2 für die Weiterverwertung aufbereitet werden. Einerseits sollen aus den Schlacken höherwertige Produkte für die Bau-, Kunststoff-, Zement- und Papierindustrie hergestellt werden. Andererseits legt das Projekt den Fokus auf die Schlacken, die derzeit noch keine Verwendung finden. So kann klimaschädliches CO2 verwertet und gleichzeitig die Menge an zu deponierenden Stoffen drastisch reduziert werden.

Projektnutzen: Nebenprodukte stofflich nutzbar machen

Bei der Stahlherstellung werden jährlich in Deutschland etwa 5,5 Millionen Tonnen Stahlwerksschlacken (SWS) erzeugt. Etwa 65 Prozent dieses Nebenprodukts werden bereits weiterverwendet beispielsweise für die Herstellung von Baumaterialien oder Düngemitteln. 15 Prozent der SWS bleiben derzeit aufgrund ihrer Feinkörnigkeit noch ungenutzt, weitere 20 Prozent werden aus anderen Gründen zwischengelagert. Es fehlen hochspezialisierte Methoden, um diese stofflich nutzbar zu machen und in einen effizienten Weiterverarbeitungsprozess einzubringen. Aus diesem Grund erforscht das Fraunhofer UMSICHT mit seinen Projektpartnern folgende drei Prozesse.

Projektergebnis: CO2-emissionsarme Baustoffe

Bei einer Methode sollen aus SWS zementfreie Baustoffe wie Dämm- und Baumaterialien hergestellt werden. Hierzu soll die schmelzflüssige Phase der SWS genutzt werden, um sie durch das Einblasen von CO2 so aufzuschäumen, dass ein poriges Material mit geringer Rohdichte entsteht – ähnlich einem Bimsstein. Solch ein Material wäre beispielsweise als Akustikwerkstoff oder als Wärmedämmstoff einsetzbar.

Bei einem weiteren Prozess kommt erstarrte, frische, feinkörnige SWS zum Einsatz. Die bisher deponierten Feinfraktionen werden zunächst durch mechanische Aufbereitung wie Mahlung, Sortierung und Klassierung auf die notwendige Kornverteilung gebracht. In einem zweiten Schritt können dann durch Carbonatisierung mittels verdichtetem Kohlendioxid neue hochwertige Grundstoffe für die Bauindustrie hergestellt werden – beispielsweise zementfreie, CO2-emissionsarme Fertigbauteile sowie Schüttdämmungen auf Basis von SWS.

In einer dritten Methode werden neue Prozesse entwickelt, um Calciumcarbonat aus SWS für die Weiterverarbeitung in beispielweise der Papierindustrie bereitzustellen. Dafür kommen die erstarrten und für den Verkehrswegebau technisch ungeeigneten SWS zum Einsatz, die derzeit aufgrund minderwertiger physikalischer Eigenschaften nicht weiter stofflich verwertet werden.

Projektpartner

  • LOESCHE GmbH
  • Spenner GmbH & Co. KG
  • ThyssenKrupp MillServices & Systems GmbH
  • Robert Josef Wolf GmbH & Co.KG
  • Ruhrbaustoffwerke GmbH & Co. KG
  • WAGRO Systemdichtungen GmbH
  • FEhS – Institut für Baustoff-Forschung e.V.

Förderung
Laufzeit: Februar 2020 bis März 2023
Förderkennzeichen: 033RC027
Webseite: www.bmbf.de