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Teilvorhaben 5: Aufarbeitung von Phosphatierschlaemmen

Das Projekt "Teilvorhaben 5: Aufarbeitung von Phosphatierschlaemmen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Volkswagen AG durchgeführt. Zielsetzung: Bei der Volkswagen AG in Wolfsburg fallen jaehrlich ca 600 t Eisenphosphatschlaemme aus der Phosphatierung mit erheblichen Gehalten an Ni, Zn und Mn an. Diese Schlaemme werden bisher auf eine Sondermuelldeponie verbracht. Zur Verminderung, Verwertung oder Vermeidung sollen im Verbund mit der TU Clausthal Untersuchungen mit folgenden Teilzielen durchgefuehrt werden: 1) Senkung der Phosphatierloesungsverluste durch eine verbesserte Verfahrenstechnik bei der Fest/Fluessig-Trennung. 2) Selektive Rueckgewinnung der Wertmetalle Zn, Ni und Mn aus dem Phosphatierschlamm oder einem Zwischenprodukt der Phosphatierschlammaufbereitung. 3) Selektive Gewinnung der Wertmetallionen in Form von Salzen die stoerungsfrei in das Phosphatierbad rezirkuliert werden koennen. 4) Verminderung der Phosphorsaeureverluste. Stand des Vorhabens: Es wurden die Massenstroeme der Phosphatieranlagen in den VW Werken Wolfsburg, Braunschweig, Hannover, Kassel und Emden aufgenommen und chemisch sowie mineralogisch analysiert. Durch systematische Strukturuntersuchungen wurde eine durch Alterung bzw. durch Waermebehandlung entstehende, in verduennter H3PO4 schwerloesliche Eisenphosphatmodifikation entdeckt. Auf der Grundlage dieser Erkenntnis gelingt es, mit verduennter H3PO4 Zn, Ni, und Mn nahezu vollstaendig zu laugen und fuer das Recycling zur Verfuegung zu stellen. Es wurde eine kontinuierlich arbeitende Laugeanlage fuer 500 l/d suspendierten Phosphatierschlamm an der TU Clausthal gebaut, die seit Juli 1992 betrieben wurde. Bei den ermittelten optimalen Betriebsparametern wird eine recyclefaehige Zn-Ni-Mn-Loesung gewonnen. Der verbleibende Eisenphosphatrueckstand kann mit Schlacken aus der Stahlindustrie zu einem hochwertigen Duenger verarbeitet werden. Es wurde eine Anlage fuer die zentrale Aufbereitung von Phosphatierschlaemmen konzipiert. Damit wird eine lueckenlose Rueckfuehrung des Phosphatierschlammes in den Wirtschaftskreislauf ermoeglicht.

Teilprojekt 3: Konzeptionierung und Anpassung der Anlagentechnik

Das Projekt "Teilprojekt 3: Konzeptionierung und Anpassung der Anlagentechnik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IAM Industrieanlagenmontage GmbH durchgeführt. Zum Korrosionsschutz von (Automobil-)Stählen durch Phosphatierung wird Nickel benötigt. Dessen Einsatz gilt es zu minimieren, nicht zuletzt vor dem Hintergrund einer begrenzten strategischen Reichweite und seiner hohen wirtschaftlichen Bedeutung. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines Verfahrens zur selektiven Rückgewinnung von Nickel aus Prozesswässern der Phosphatierung mit der Möglichkeit der direkten Rückführung des Wertstoffes in den Prozess. Die Rückgewinnung von Nickel soll auf Basis einer innovativen Rückgewinnungstechnologie mittels Membrankontaktoren erfolgen. Hauptinnovation ist die Entwicklung einer Rückgewinnungstechnologie für Nickel, die einen ressourceneffizienten Betrieb von Phosphatierungsanlagen ermöglicht. In diesem Teilvorhaben sind folgende Arbeitsschritte vorgesehen: Erfassung der Ist-Situation, Technikumsversuche (Planung, Umbau, Anpassung der Anlage), Betriebsversuche an einer Phosphatierungsanlage, Entwicklung eines Betriebskonzepts zur Nickelrückgewinnung, Wirtschaftlichkeitsbetrachtung und Ressourceneffizienzkonzept.

Teilprojekt 4: Erprobung eines betrieblichen Verfahrenskonzepts zur Metallrückgewinnung

Das Projekt "Teilprojekt 4: Erprobung eines betrieblichen Verfahrenskonzepts zur Metallrückgewinnung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Adam Opel AG durchgeführt. 1. Vorhabenziel: Zum Korrosionsschutz von (Automobil-)Stählen durch Phosphatierung wird Nickel benötigt. Dessen Einsatz gilt es zu minimieren, nicht zuletzt vor dem Hintergrund einer begrenzten strategischen Reichweite und seiner hohen wirtschaftlichen Bedeutung. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines Verfahrens zur selektiven Rückgewinnung von Nickel aus Prozesswässern der Phosphatierung mit der Möglichkeit der direkten Rückführung des Wertstoffes in den Prozess. Die Rückgewinnung von Nickel soll auf Basis einer innovativen Rückgewinnungstechnologie mittels Membrankontaktoren erfolgen. 2. Arbeitsplanung: Hauptinnovation ist die Entwicklung einer Rückgewinnungstechnologie für Nickel, die einen ressourceneffizienten Betrieb von Phosphatierungsanlagen ermöglicht. In diesem Teilvorhaben sind folgende Arbeitsschritte vorgesehen: Ist-Zustandsaufnahme an der Phosphatierung in Bezug auf die Stoffströme, Technikums- und Betriebsversuche an einer Phosphatierungsanlage des Unternehmens, Entwicklung eines Betriebskonzeptes und Wirtschaftlichkeitsbetrachtung des Verfahrens.

Teilprojekt 1: Entwicklung und Erprobung eines Verfahrenskonzepts zur Metallrückgewinnung

Das Projekt "Teilprojekt 1: Entwicklung und Erprobung eines Verfahrenskonzepts zur Metallrückgewinnung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von VDEh-Betriebsforschungsinstitut GmbH durchgeführt. Zum Korrosionsschutz von (Automobil-)Stählen durch Phosphatierung wird Nickel benötigt. Dessen Einsatz gilt es zu minimieren, nicht zuletzt vor dem Hintergrund einer begrenzten strategischen Reichweite und seiner hohen wirtschaftlichen Bedeutung. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines Verfahrens zur selektiven Rückgewinnung von Nickel aus Prozesswässern der Phosphatierung mit der Möglichkeit der direkten Rückführung des Wertstoffes in den Prozess. Die Rückgewinnung von Nickel soll auf Basis einer innovativen Rückgewinnungstechnologie mittels Membrankontaktoren erfolgen, die einen ressourceneffizienten Betrieb von Phosphatierungsanlagen ermöglicht. In diesem Teilvorhaben sind folgende Arbeitsschritte vorgesehen: Ist-Zustandsaufnahme der Phosphatierung in Bezug auf die Stoffströme, Laborversuche zur Beschreibung des Stoffübergangs, Auswahl des Extraktionsmittelsystems und Kontaktors, Steigerung der Extraktionsleistung für Nickel, Technikums- und Betriebsversuche an einer Phosphatierungsanlage, Entwicklung eines Betriebskonzeptes und allgemeinen Effizienzkonzeptes, Verbundprojektkoordination.

Teilprojekt 5: Entwicklung alternativer Membrankontaktoren

Das Projekt "Teilprojekt 5: Entwicklung alternativer Membrankontaktoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von FuMA-Tech Gesellschaft für funktionelle Membranen und Anlagentechnologie mbH durchgeführt. Zum Korrosionsschutz von (Automobil-)Stählen durch Phosphatierung wird Nickel benötigt. Dessen Einsatz gilt es zu minimieren, nicht zuletzt vor dem Hintergrund einer begrenzten strategischen Reichweite und seiner hohen wirtschaftlichen Bedeutung. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines Verfahrens zur selektiven Rückgewinnung von Nickel aus Prozesswässern der Phosphatierung mit der Möglichkeit der direkten Rückführung des Wertstoffes in den Prozess. Die Rückgewinnung von Nickel soll auf Basis einer innovativen Rückgewinnungstechnologie mittels Membrankontaktoren erfolgen. Hauptinnovation ist die Entwicklung einer Rückgewinnungstechnologie für Nickel, die einen ressourceneffizienten Betrieb von Phosphatierungsanlagen ermöglicht. In diesem Teilvorhaben sind folgende Arbeitsschritte vorgesehen: Auswahl und Einsatz alternativer Membranen für den Kontaktor, eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung und die Dokumentation der Ergebnisse. Auf Basis von Grundpolymeren, welche bereits in Standardprodukten der Fumatech zum Einsatz kommen werden chemische Funktionalisierungsreaktionen durchgeführt um die neuartigen Membranmaterialien auf die Applikation in der Nickelrückgewinnung anzupassen. Die Versuche werden zunächst im Labormaßstab durchgeführt, aussichtsreiche Materialien dann einem ersten Up-Scale-Prozess unterzogen.

Teilprojekt 2: Modellentwicklung und Verfahrensoptimierung zur Metallrückgewinnung

Das Projekt "Teilprojekt 2: Modellentwicklung und Verfahrensoptimierung zur Metallrückgewinnung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Aachener Verfahrenstechnik, Lehrstuhl für Chemische Verfahrenstechnik durchgeführt. Zum Korrosionsschutz von (Automobil-)Stählen durch Phosphatierung wird Nickel benötigt. Dessen Einsatz gilt es zu minimieren, nicht zuletzt vor dem Hintergrund einer begrenzten strategischen Reichweite und seiner hohen wirtschaftlichen Bedeutung. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines Verfahrens zur selektiven Rückgewinnung von Nickel aus Prozesswässern der Phosphatierung mit der Möglichkeit der direkten Rückführung des Wertstoffes in den Prozess. Die Rückgewinnung von Nickel soll auf Basis einer innovativen Rückgewinnungstechnologie mittels Membrankontaktoren erfolgen. Hauptinnovation ist die Entwicklung einer Rückgewinnungstechnologie für Nickel, die einen ressourceneffizienten Betrieb von Phosphatierungsanlagen ermöglicht. In diesem Teilvorhaben sind folgende Arbeitsschritte vorgesehen: Erfassung der Ist-Situation, Entwicklung eines Stofftransportmodells für die Metall-Extraktion, Laborversuche zur Beschreibung des Stoffübergangs für Nickel, Extraktionsmittelsystem, Auswahl und Einsatz alternativer Membranen für den Kontaktor, Steigerung der Extraktionsleistung, Betriebskonzept, Wirtschaftlichkeitsbetrachtung und Ressourceneffizienzkonzept.

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