Wie kann die Metallindustrie in Europa nachhaltiger werden und gleichzeitig ihre wirtschaftliche Wettbewerbsfähigkeit erhalten? Essentiell hierfür ist es, einen Weg zur umweltfreundlichen Herstellung von Mangan zu finden, denn Mangan ist für die Stahl-, Aluminium-, Batterie- und Automobilindustrie unerlässlich. Die EU fördert nun ein Forschungsprojekt mit sieben Millionen Euro mit dem Ziel, ein integriertes nachhaltiges Verfahren zur Herstellung von Mangan (Mn) und Mn-Legierungen aus Mn-Erzen und Mn-haltigen Abfällen zu entwickeln. Das Düsseldorfer Max-Planck-Institut für Eisenforschung (MPIE) ist einer von 17 Projektpartnern.
Forschungsergebnisse werden im industriellen Maßstab getestet
Im Jahr 2020 wurden in Europa etwa 1,4 Millionen Tonnen Mangan-Ferrolegierungen hergestellt. Sie bestehen zu etwa 70 Prozent aus importierten Erzen und ihre Herstellung verursacht etwa 2,5 Prozent der gesamten CO2-Emissionen der Metallindustrie in der EU. Darüber hinaus importierte Europa im Jahr 2020 etwa 111 000 Tonnen elektrolytisches Mangan und 38 000 Tonnen elektrolytisches Mangandioxid. Das jetzt gestartete EU-weite Projekt Sustainable Hydrogen and Aluminothermic Reduction Process for Manganese, its alloys and Critical Raw Materials Production (Akronym: HalMan) zielt darauf ab, Importe durch die Verwertung von vorhandenen Industrieabfällen zu reduzieren, den CO2-Fußabdruck der Manganproduktion zu verringern und die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Metallindustrie zu erhalten. Das Projekt wird von der Norwegian University of Science and Technology koordiniert, und vereint die Expertise der einzelnen Projektpartner aus Forschung und Industrie.
Hier am MPIE beschäftigen wir uns mit der Reduktion von Manganerzen und manganhaltigen Abfällen mit Hilfe von Wasserstoff und sekundären Aluminiumquellen, um dadurch CO2-Emissionen zu vermeiden, sagt Dr. Yan Ma, Gruppenleiter am MPIE und einer der Projektpartner. Die Forschenden werden die Kinetik des Vorreduktionsprozesses durch Wasserstoff analysieren, die Rolle der Mikrostruktur und der lokalen Chemie im Reduktionsprozess besser verstehen und die grundlegenden Mechanismen offenlegen, die die Effizienz der Reduktion bisher begrenzen. Wir freuen uns, eng mit anderen EU-Partnern zusammenzuarbeiten und innovative Technologien zu entwickeln, die die Metallindustrie nachhaltiger machen, sagt Dr. Yan Ma.
Nachdem die ideale Prozessroute festgelegt wurde, zielt das MPIE-Team auch darauf ab, zwei Hoch- und Mittelmanganstähle unter Verwendung des im Reduktionsprozess erzeugten Mangans herzustellen und ihre mechanischen Eigenschaften mit handelsüblichen Stählen zu vergleichen. Stähle mit hohem Mangan-Gehalt sind vor allem für die Anwendung in niedrigen Temperaturbereichen, wie bei der Speicherung und dem Transport von Erdgas und Wasserstoff, interessant. Stähle mit mittlerem Mangan-Gehalt sind entscheidend für den Leichtbau, beispielsweise in der Automobilindustrie. Die entwickelte Prozessroute wird in einer industriell relevanten, betrieblichen Umgebung getestet, um sicherzustellen, dass die Prozessroute problemlos in der Industrie angewandt werden kann.
ÜberdasHAlMan-Projekt
Das HAlMan-Projekt wird von der EU kofinanziert. Das Projektkonsortium besteht aus 14 Partnern und drei assoziierten Partnern, die zehn Länder vertreten. Der Projektkoordinator ist die Norwegian University of Science and Technology (Norwegen). Konsortialpartner sind OFZ AS (Slowakei), Mintek (Südafrika), SINTEF AS (Norwegen), WIT Berry (Lettland), Nationale Technische Universität Athen (Griechenland), Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH (Deutschland), Advanced Minerals and Recycling Industrial Solutions (Griechenland), Ethniko Kentro Erevnas Kai Technologikis Anaptyxis (Griechenland), Mytilineos Anonimi Etaireia (Griechenland), CALIX Europe (Frankreich), CALIX LTD (Australien, AP), Spolka Akcyjna Odlewnie Polskie (Polen), Imperial College of Science and Technology and Medicine (Vereinigtes Königreich, AP), MET4 (Griechenland), Transalloy PTY LTD (Südafrika), Assmang (Südafrika, AP). Das Projekt hat im Januar 2023 begonnen und hat eine Laufzeit von vier Jahren (Fördervereinbarungs-ID: 101091936).Yasmin Ahmed Salem
Kontakt:
Dr.-Ing. Yan Ma, E-Mail: y.ma@mpie.de
- www.mpie.de
Text zum Titelbild: Wie Mangan und Eisen in Lichtbogenöfen unter Verwendung von Wasserstoff reduziert werden können, erforscht Dr. Yan Ma am MPIE. (Bild: Max-Planck-Institut für
Eisenforschung GmbH)
