Reduzierendes Schmelzen

Wichtigster hüttenmännischer Prozess, bei dem beispielsweise Metalle aus ihren Erzen, in denen sie als Oxide enthalten sind, durch reduzierendes Schmelzen gewonnen werden. Dabei wird durch Reduktion der Sauerstoff entfernt (Desoxidation, Desoxidationsmittel).

Im gießereitechnischen Sinne versteht man darunter die Schmelzeführung unter reduzierenden Bedingungen, die Ofengase enthalten sehr wenig Sauerstoff.

Das Beispiel in Bild 1 zeigt, dass auch die Rückgewinnung von Metallen aus der Edelstahlschlacken
(s. Schlacke) durch reduzierendes Schmelzen ermöglicht wird (Verwertung von Rückständen aus der Metallurgie mit der Lichtbogenofentechnologie - RecArc, EU-LIFE Umwelt Demonstrationsprojekt LIFE03 ENV/D/043).

Beim elektrischen Lichtbogenofen wird elektrische Energie über Elektroden aus Grafit in das zu schmelzende Material, in diesem Beispiel Fall die Edelstahlschlacke, geleitet und bringt diese zum Schmelzen.

In der flüssigen Schlacke sinken die schweren metallischen Anteile an den Boden des Schmelzbades. Dort vereinen sie sich zu einer zusammenhängenden Metallphase, auf der die leichtere mineralische Schlackenschmelze aufschwimmt, die noch immer die Chromverbindungen enthält.

Um auch diese mineralisch gebundenen Chromanteile zu separieren, müssen sie zuerst in die metallische Form des Chroms überführt werden. Das gelingt durch Reduktionsmittel, Substanzen wie Kohlenstoff, Aluminium oder Silizium, die sich mit Sauerstoff verbinden und so in der Lage sind, das Chrom aus seinen Verbindungen zu lösen.

Sobald die Chromverbindungen durch diese Substanzen zum elementaren, metallischen Chrom reduziert sind, scheidet es sich wie der Rest des Metalls ab und geht in die Metallphase über. Die Reduktion und die Metallabscheidung finden gleichzeitig statt.

Weiterführende Stichworte:
Oxidierendes Schmelzen
Nichtoxidierendes Schmelzen
Oxidation
Oxidationsgrad
Basisschmelze

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