Optimierung der EAF-Schlacke bei der Herstellung von Ferromangan und Zink aus Primärbatterieschrott

Um die Manganausbeute im Zuge der Ferromangan-Produktion aus gebrauchten Primärbatterien zu erhöhen, wurden Versuche zum Schlacke- Metall-Gleichgewicht in einem geschlossenen MoSi2-Widerstandsofen unter Argon-Atmosphäre durchgeführt. Vier synthetische Schlackenserien: CaO- SiO2, CaO-SiO2-Al2O3, CaO-SiO2-MgO und CaO-SiO2-Al2O3-MgO, wurden in verschiedenen Zusammensetzungen mit zwei verschiedenen synthetischen FeMn-Legierungen (50 und 90 Massen-% Mn) in Aluminiumoxid-Tiegeln bei 1 470 °C zur Reaktion gebracht. Thermochemische Gleichgewichtsberechnungen mit der Software FactSage begleiteten die Experimente. Der Vergleich von theoretischen und experimentellen Ergebnissen zeigte ausreichende Übereinstimmungen. Fünf Schlackenzusammensetzungen wurden gefunden, die es ermöglichten mehr als 80 Massen-% Mn in der Legierung zu halten. Der wichtigste Faktor zur Steigerung des Mangangehalts in der FeMn-Legierung ist der CaO-Gehalt in der Schlacke bei gleichzeitig geringen Konzentrationen an MgO, die die Basizität der Schlacke verbessert. Die anfängliche Schlackenbasizität muss annähernd oder höher als 1 sein. Die besten Ergebnisse wurden mit einer Schlackenzusammensetzung von 54 Gew.-% CaO, 6 Gew.-% SiO2, 37 Gew.-% Al2O3 und 3 Gew.-% MgO erzielt. Dies ermöglicht es, sogar mehr als 90 Gew.-% des Mn in der Legierung zu halten.