NuKoS – Nutzung von Kohlenstoffdioxid in
Schlacken aus Stahl- und Metallproduktion

Erhöhter Mehrwert von Sekundärrohstoffen durch CO₂

Bei der Eisen- und Stahlherstellung werden jährlich in Deutschland etwa 14 Millionen Tonnen Eisenhüttenschlacken erzeugt. Etwa 95 Prozent dieses Nebenprodukts werden bereits in der Zementindustrie und dem Verkehrswegebau weiterverwendet. Im Rahmen des Forschungsprojekts „NuKoS“ soll die Verwertung durch den Einsatz von CO₂ noch effizienter gestaltet werden. So kann klimaschädliches CO₂ verwertet und gleichzeitig die Menge an zu deponierenden Stoffen drastisch reduziert werden. Die erzeugten Produkte sollen als hochwertige Sekundärrohstoffe in unterschiedlichen Industriezweigen eingesetzt werden. Durch die Weiterverarbeitung von Sekundärrohstoffen zu hochwertigen Produkten unter Verwendung von CO₂ wird die Eisen- und Stahlindustrie nachhaltiger. Davon profitieren sowohl die Umwelt als auch die Industrie selbst.

Praktische Entwicklung neuer Behandlungsmethoden

Meist handelt es sich um Schlacken, die sehr feinkörnig zerfallen oder bei der Aufbereitung als nicht vermarktbare Feinfraktion verbleiben. Durch das Einbringen von CO₂ sollen die Carbonatisierungseigenschaften der Schlacke genutzt werden, um aus den Feinfraktionen neue Baustoffe oder chemische Grundstoffe zu erzeugen. Durch das Aufschäumen von schmelzflüssiger LDSchlacke (Konverterschlacke) mittels CO₂ sollen neue, nachhaltige Produkte entstehen. Bisher ist die Erzeugung
von sogenanntem Hüttenbims nur aus Hochofenschlacken bekannt. Aufgrund der Eisenoxidgehalte in der
LD-Schlacke sowie mitgelaufenem Rohstahl können bislang bekannte Techniken nicht angewendet werden und müssen aufgrund von Verpuffungsgefahren neu entwickelt werden. Im Projekt werden in Laborversuchen neue Techniken erprobt, die zu Pilotversuchen von bis zu fünf Tonnen erweitert werden  sollen. Neben den bisherigen Anwendungen kann die Schlacke dann auch als Dämmstoff oder Granulat weiterverwendet werden. Die bisher deponierten Feinfraktionen werden zunächst durch mechanische Aufbereitung auf die notwendige Kornverteilung gebracht. In einem zweiten Schritt können dann durch Carbonatisierung neue hochwertige Grundstoffe für die Bauindustrie und die Chemiewirtschaft produziert werden. Die Verfahren werden im Autoklav, einem gasdicht verschließbaren Druckbehälter, erprobt.
Zunächst erfolgen die Verfahren im Labormaßstab und werden innerhalb des Projekts auf einen vorindustriellen Demonstrationsmaßstab hochskaliert. Dabei sollen auch unterschiedliche CO₂-haltige Rohgase erprobt werden.

Win-Win-Situation für Umwelt und Industrie

Um die Verfahren für unterschiedliche Industriebereiche nutzbar zu machen, bringen die Projektpartnerinnen und -partner ihr interdisziplinäres Wissen ein: Für die Stahlindustrie werden thyssenkrupp Mill Services & Systems sowie das FEhS-Institut für Baustoff-Forschung e. V. aus Duisburg Materialien bereitstellen und Behandlungsverfahren für schmelzflüssige Schlacken entwickeln. Die feinkörnigen Schlackenfraktionen werden zunächst durch das Unternehmen LOESCHE aufbereitet.
Das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT analysiert dann die aufbereitete Schlacke auf verschiedene Anwendungsfelder und verarbeitet sie weiter. Zur Bewertung der Produkte sowie für die Entwicklung und Erprobung im Demonstrationsmaßstab sind die Unternehmen Ruhrbaustoffwerke, Spenner, Wagro Systemdichtungen und Wolf verantwortlich. Zudem findet eine ökobilanzielle Bewertung der Nutzungsoptionen und strategischen Entscheidungsfindung der Produkt- und Verfahrensentwicklung statt.

Interview über das NuKoS-Projekt

NuKoS-Projektblatt zum Download