Untersuchung der Aluminiumoxidation durch die Wechselwirkung zwischen Pyrolysegasen und Schmelze

Von:

Regina Dittrich

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Im Hinblick auf die steigende Komplexität der anfallenden Aluminiumschrotte ist eine Optimierung des Schmelzprozesses unabdingbar. Der in der Sekundärindustrie weit verbreitete Mehrkammerofen kombiniert die Prozessschritte der Organikentfernung und das anschließende Schmelzen. Auf Grund der nicht vollständigen Organikentfernung durch verkürzte Pyrolysezeit treten unerwünschte Verlustreaktionen zwischen den Komponenten der Restorganik und der Aluminiumschmelze auf. Dabei tragen die freigesetzten Pyrolysegase in der Schmelze einen erheblichen Anteil zur Erhöhung der Aluminiumoxidation und der daraus resultierenden Krätzebildung bei. Ziel dieser Arbeit ist es ein verbessertes Verständnis der Wechselwirkung zwischen Pyrolysegasen und der Al-Schmelze zu erlangen und dadurch die Oxidationsverluste zu verringern. In der vorliegenden Arbeit werden auf Grundlage von Pyrolyse- und Gaseinleitungsversuchen in einer Al-Schmelze die Reaktionsmechanismen der thermischen Zersetzungsabläufe der organisch basierten Dosenlackbeschichtung, sowie die Oxidationsbildung durch die Gas-Flüssig Wechselwirkungen beschrieben. Im ersten Teil der experimentellen Arbeit werden zunächst die flüchtigen Komponenten, die beim Pyrolysieren von Al-Dosen freigesetzt werden, charakterisiert. Aufbauend auf ausgewählte reaktive Pyrolysegaskomponenten werden synthetisch hergestellte Gasmischungen in eine Al-Schmelze eingeleitet. Die Gas-Flüssig Reaktionsmechanismen werden aufgestellt und der Einfluss der reaktiven Gase auf die Krätzebildung quantifiziert. Die gekoppelten Reaktionsabläufe der thermischen Zersetzung der Organik, unter Bildung von gasförmigen Pyrolyseprodukten und ihren Wechselwirkungen mit der Al-Schmelze, werden in einer schematischen Darstellung zusammengefasst.