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ERVL > 5. Aufbereitung (1.Umwandlung) > Flashcards

5. Aufbereitung (1.Umwandlung) Flashcards

1
Q

Der deutsche Erdüberlastungstag 2022 war am ??

A

04.Mai

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2
Q

Der deutsche Erdüberlastungstag 2022 war am 04.Mai.

Erkläre die Bedeutung dieses Tages!

A

Wäre der Ressourcenverbrauch der Weltbevölkerung so groß wie in Deutschland, dann hätte sie schon bis zu diesem Zeitpunkt die regenerierbaren Ressourcen verbraucht, die ihr für das gesamte Jahr zur Verfügung stehen.

(Um einen solchen Verbrauch nachhaltig zu decken, brächten wir drei Erden)

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3
Q

Die Menschen hierzulande leben ab dem 04.Mai auf Kosten kommender Generationen und der Menschen im globalen Süden, die deutlich weniger verbrauchen, aber stärker von den ökologischen Folgen betroffen sind.

A

…

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4
Q

Bestehende handelsübliche Technologien für Gebäude, industrielle Prozesse und die Stromerzeugung können laut einer Analyse von Global Footprint Network und Schneider Electric den Erdüberlastungstag mindestens 21 Tage ohne Einbußen bei Produktivität und Komfort verschieben.

A

…

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5
Q

“Mit der Förderung und Aufbereitung von abiotischen Rohstoffen kann in den Abbauländern, abhängig von der eingesetzten Technik, eine Belastung der Trinkwasserressourcen, der Gewässer, der Böden und der Luft mit der Folge von Gesundheitsschäden verbunden sein. Durch hohen Wasser- und Flächenbedarf kann es zu Nutzungskonflikten kommen, die die Lebensgrundlage der lokalen Bevölkerung gefährden.” BMUB (2016)

A

…

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6
Q

Effiziente, umweltschonende ?(1)?, ?(2)? und ?(3)? von Rohstoffen ist essentiell für die Sicherung unserer Erde.

A

(1) Aufbereitung
(2) Umwandlung
(3) Wiederverwertung

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7
Q

Umwandlungsprozesse von Rohstoffe müssen detailliert analysiert und umweltschonend gestaltet werden.

A

…

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8
Q

Beispielhafte Strukturierung natürlicher Ressourcen als hierarchischer Baum (regenerativ/erschöpflich)

—> siehe Folie 6

A

..

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9
Q

Biotische Rohstoffe sind erschöpflich.

Wahr/Falsch?

A

FALSCH

–> abiotische Rohstoffe sind erschöpflich!!!!

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10
Q

Biotische Rohstoffe sind regenerativ..

Wahr/Falsch?

A

Wahr

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11
Q

Erst die ?? von Rohstoffen ermöglicht deren Einsatz in (industriellen) Prozessen

A

Aufbereitung

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12
Q

Aufbereitung:

  • ?(1)? nach Gewinnung von Rohstoffen zur Herstellung von Rohstofffertigprodukten oder -konzentraten
  • ?(1)? von Sekundärrohstoffen zur Herstellung von Fertigprodukten oder Wertstoffkomponenten.
A

(1) Erster Verarbeitungsschritt

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13
Q

Welche Gründe gibt es für die Aufbereitung von Rohstoffen? (5)

A

Gründe:
- Bedarf an Produkten mit definierten Eigenschaften

  • Massenstromreduzierung durch Herstellung von Wertstoffkonzentration
  • Verarmung der Lagerstätten an Wertstoffen
  • Rückgewinnung von Wertstoffen aus sekundären Rohstoffen
  • Abtrennung von Schadstoffen (mit und ohne Gewinnung) aus Abfällen
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14
Q

Nenne Ziele bei der Aufbereitung von Rohstoffen! (2)

A

Ziele:
- Veränderung der Korngrößenverteilung der Rohstoffe (Zerkleinerung, Agglomeration)

  • Veränderung des Mischungszustandes des Rohstoffes:
  • -> Vergleichmäßigung, Mischung
  • -> Trennung nach Korngrößen (Klassieren)
  • -> Trennung nach stofflichen Eigenschaften (Sortieren)
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15
Q

Nenne die 8 Grundoperationen der physikalischen und chemischen Rohstoffaufbereitung

A

Grundoperationen/Wirkprinzipien:

  • Homogenisieren
  • Zerkleinern
  • Klassieren
  • Trennen (physikalisch, chemisch, biologisch)
  • Entwässern
  • Entstauben
  • Agglomerieren
  • thermische Behandlung
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16
Q

Nenne die verfahrenstechnische Umsetzung folgender Wirkprinzipien:
1) Homogenisieren

2) Zerkleinern

A

1) Homogenisieren: Mischen, Vergleichmäßigen

2) Zerkleinern: mechanisches Zerkleinern, mechano-chemisches Zerkleinern, nicht-mechanisches Zerkleinern

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17
Q

Nenne die verfahrenstechnische Umsetzung folgender Wirkprinzipien:

1) Klassieren
2) Entwässern

A

1) Klassieren: Siebklassieren, Stromklassieren

2) Entwässern: Sedimentieren, Filtrieren, Trocknen

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18
Q

Nenne die verfahrenstechnische Umsetzung folgender Wirkprinzipien:

1) Entstauben
2) Agglomerieren

A

1) Entstauben: mechanisches,, nasses und elektrisches Entstauben
2) Agglomerieren: Pelletieren, Brikettieren, Sintern

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19
Q

verfahrenstechnische Umsetzung folgender Wirkprinzipien:

1) Trennen
a) physikalisch: Klauben, Dichtesortieren, Magnetscheiden, Elektrosortieren, Flotieren
b) chemisch: Lösen, Laugen, Fällen, Extrahieren, Adsorbieren
c) biologisch: Laugen (bakteriell)

2) thermische Behandlung:
Pyrolysieren, Rösten, Calcinieren

A

…

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20
Q

Was ist das Ziel der Kohleaufbereitung?

A

Die abgebaute Kohle hinsichtlich ihrer Eigenschaften so zu verändern, dass sie die spezifischen Anforderungen ihrer Einsatzgebiete erfüllt.

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21
Q

Kohleaufbereitung

Typische physikalisch-technische Aufbereitungsverfahren sind: ??(4)

A

Aufbereitungsverfahren:

  • Zerkleinern
  • Vergleichmäßigen von Rohkohlen/Fertigprodukten
  • Sortieren
  • Entwässern, Klassieren, Eindicken
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22
Q

Im Rahmen der Verarbeitung von Kohle wird von ?? gesprochen.

A

Veredelung

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23
Q

Kohle wird nicht allein zu Heizzwecken verwendet, sondern auf ?(1)?, ?(2)? oder ?(3)? Wege behandelt und zweckgebunden verändert.

A

(1) mechanischem
(2) thermisch-chemischen
(3) mikrobiologischem

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24
Q

Kohleaufbereitung

Nenne Veredelungsprodukte! (3)

A

Veredelungsprodukte:

  • Briketts
  • Staub
  • Koks
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25
Q

Was versteht man unter Inkohlung? (Kurz)

A

Anreicherung von Kohlenstoff aus Pflanzenresten

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26
Q

Womit steigt der Inkohlungsgrad/Energiegehalt der Kohle? (3)

A

mit:

  • Druck
  • Temperatur
  • Länge der Entstehungszeit
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27
Q

Kohlearten und ihre Verwendung

Unterscheidung der Kohle in ?(1)? und ?(2)? Kohle

A

(1) energetische

(2) verkokbare

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28
Q

Energetische Kohle umfasst ?(1)? und den Großteil der ?(2)?

A

(1) Weichbraunkohle

(2) Steinkohlearten

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29
Q

Verstromung von Weichbraunkohle erfolgt meist gleich am Ort der Gewinnung.

Wahr/Falsch?

A

Wahr

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30
Q

Kohlearten und ihr Kohlenstoffgehalt, Wasserstoffgehalt, Sauerstoffgehalt, Heizwert…

–> siehe Folie 11!!!

A

…

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31
Q

Schema der Braunkohleverarbeitung

siehe Folie 12!!

A

…

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32
Q

Schema der Braunkohleverarbeitung:

  • die öffentlichen Kraftwerke werden direkt vom ?(1)? mit Kohle als Brennstoff für die ?(2)? beliefert.
  • die Kohle wird in den ?(3)? für die nachfolgende ?(4)? aufbereitet und getrocknet. Diese ?(5)? ist das Ausgangsprodukt für alle weiteren Veredelungsschritte: Herstellung von Briketts, Staub, Koks,…
A

(1) Tagebau
(2) Stromerzeugung
(3) Kohlenveredelungsbetrieben
(4) Verwendung
(5) Trockenbraunkohle

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33
Q

Veredelung der Steinkohle

mechanische Veredelungsverfahren: ?? (2)

A

Kohleaufbereitung

Brikettierung

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34
Q

Veredelung der Steinkohle

Umwandlung der Kohle in Sekundärenergieträger durch: ?? (4)

A

Verkokung

Vergasung

Verflüssigung

Stromerzeugung

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35
Q

Veredelung der Steinkohle

Prozesse zur nicht-energetischen Kohlenveredlung: ?? (3)

A

Kohlenwertstoffgewinnung

Aktivkohlenherstellung

Werkstofffertigung

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36
Q

Die Ölaufbereitung erfolgt i.d.R. durch ??

A

Raffination

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37
Q

Raffination bezeichnet was?

A

die Herstellung verschiedener Mineralölprodukte aus Rohöl

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38
Q

Die Raffination wird unterteilt in? (2)

A

Auftrennungs- und Umwandlungsprozesse

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39
Q

Die Raffination wird in Auftrennungs- und Umwandlungsprozesse unterteilt. Dabei existieren unterschiedliche Prozesse, deren Auswahl auf die benötigten ?(1)? (Qualität und Menge) abgestimmt wird und weiterhin abhängig von dem eingesetzten ?(2)? ist.

A

(1) Mineralölprodukte

(2) Rohöl

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40
Q

Nenne Bestandteile einer Raffinerie: ?? (5)

A

Bestandteile:
- Speichertanks

  • Elektrizitätsanschluss/-erzeugung
  • Abfallbehandlungseinrichtung
  • Mischanlagen
  • Umwandlungsanlagen
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41
Q

Gas- und Ölabscheider

Erdölbegleitgas und Lagerstättenwasser werden in speziellen Trennanlagen in einem geschlossenen Kreislauf abgetrennt (z.B. in 3-Phasen-Abscheider). Dies geschieht in mehreren Stufen: ?? (3)

A
  1. Abtrennung des Erdölbegleitgases im Gasabscheider
    - -> Verwirbelung des Gemisches bei leicht erhöhtem Druck (Kondensat)
  2. Trennung Öl-Lagerstättenwasser-Gemisch im Ölabscheider
    - -> das unter dem Öl schwimmende Wasser wird abgepumpt und in einem weiteren Arbeitsverfahren vom restlichen Öl getrennt
  3. Verarbeitung von Erdöl zu Mineralöl-Fertigerzeugnissen in Raffinerien

(Folie 16)

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42
Q

Aufbereitung des Nassöls im 3-Phasen-Abscheider (siehe Schema Folie 16)

A

…

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43
Q

Rohöl ist ein komplexes Gemisch aus?

A

Kohlenwasserstoffen und anderen Bestandteilen

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44
Q

Rohöl

Gelöste Gase bis Feststoffe (C1 bis C90) mit Siedepunkten zwischen ?(1)?°C und ?(2)? °C

A

(1) 30

(2) 540

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45
Q

Rohölspezifische Rohölsorten unterscheiden sich nach ihrer Zusammensetzung:

Nenne die jeweiligen Elemente von Rohöl und den Anteil in Prozent (Spanne)! (5)

A

Kohlenstoff (85 - 87%)

Wasserstoff (11 - 14%)

Schwefel (0 - 5%)

Stickstoff (0 - 0,2%)

andere Elemente (0 bis 0,1%)

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46
Q

Auswahl der richtigen Rohölsorte für Raffinationsprozesse anhand welcher Kriterien? (5)

A

Kriterien:

  • Qualität
  • Verfügbarkeit
  • Menge
  • Preis
  • Transportkosten
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47
Q

Die Zusammensetzung von Rohöl hängt von was ab?

A

der Quelle des Rohöls (das Endprodukt muss identisch sein)

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48
Q

Die Zusammensetzung von Rohöl hängt von der Quelle des Öls ab - Das Endprodukt muss identisch sein.

–> Folie 18 ansehen!

A

…

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49
Q

Je geringer die Dichte des Rohöls, desto höher der ??.

A

API-Grad (American-Petroleum-Institute-Grad; Maßeinheit für die Dichte der flüssigen Kohlenwasserstoffe; niedrige Gradzahlen entsprechen schwerem Erdöl)

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50
Q

Der API-Grad ist typischerweise ein guter Indikator für was?

A

den Preis

sprich: bei höherem API-Grad wird ein höherer Preis abgerufen

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51
Q

Fraktionierung von Rohöl

Die Fraktionierung entspricht was?

A

Einer Destillation des Rohöls

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52
Q

Was versteht man unter Fraktionierung?

A

Ein Verfahren zur Trennung von Stoffgemischen, deren Bestandteile unterschiedliche Siedetemperaturen habe.

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53
Q

Fraktionierung von Rohöl. Beschreibe den Prozess! (Schritte 1-5)

A
  1. Rohöl wird auf ca. 400°C erhitzt
  2. Dampf steigt in einem Destillationsturm auf
  3. Niedrig siedende Bestandteile des Erdöls steigen schneller und höher auf
  4. Dampf kondensiert je nach Bestandteilen auf unterschiedlichen Höhenstufen (Böden), bei unterschiedlichen Temperaturen
  5. Abführung dieser “Fraktionen” zur weiteren Verarbeitung
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54
Q

Die Trennung des Erdöls in einzelne Fraktionen wird als ?? bezeichnet.

A

fraktionierte Destillation

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55
Q

Nenne die Schritte zwischen dem Grundstoff:Rohöl und den fertigen Mineralprodukten. (3)

A 
Trennen (Fraktionieren) 
--> 
Veredeln (Cracken, Umwandeln) 
--> 
Mischen (Blending) 
--> 
Mineralölprodukte
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56
Q

The Refining Prozess

–> siehe Folie 19!

A

…

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57
Q

Umweltauswirkungen des Raffinationsprozesses? (4)

A

Umweltauswirkungen:
- Emissionen in die Luft

  • Emissionen in Gewässer
  • Raffinerieabfälle
  • Eigenverbrauch
58
Q

Umweltauswirkungen des Raffinationsprozesses

Emissionen in die Luft, z.B.:

A
  • Staub, SOx, NOx und Kohlenwasserstoffe

- Schwefeldioxid und Stickoxide(NOx) stammen aus den Feuerungsanlagen

59
Q

Umweltauswirkungen des Raffinationsprozesses

Emissionen in Gewässer:
- Abwässer der Raffination wie ?(1)? oder ?(2)?

  • Bestandteile wie Schwermetalle, Cyanide, Säuren und Laugen
  • hohe ?(3)? für Wasserorganismen
  • intensive ?(4)? nötig
A

(1) Prozesskondensate
(2) direkte Kühlwasser
(3) Toxizität
(4) Aufbereitung

60
Q

Umweltauswirkungen des Raffinationsprozesses

Nenne ein paar Raffinerieabfälle!

A

Schlämme

Aschen

Bitumen

Säuren

Laugen

…

61
Q

Umweltauswirkungen des Raffinationsprozesses

Raffinerieabfälle werden entsorgt u.a. durch: ?? (2)

A

Ablagerung auf Deponien

thermische Behandlung

62
Q

Erdgasaufbereitung

?(1)? unerwünschter Begleitstoffe und ?(2)? des Erdgases zur Einhaltung spezifischer Zusammensetzungen

A

(1) Entfernung

(2) Aufbereitung

63
Q

Erdgasaufbereitung

Wesentliche Begleitstoff, die vor einer Nutzung i.d.R. entfernt werden müssen, sind? (3)

A

Staub

Wasser

Schwefelverbindungen

64
Q

Erdgasaufbereitung

Wesentliche Begleitstoff, die vor einer Nutzung i.d.R. entfernt werden müssen, sind Staub, Wasser und Schwefelverbindungen.

Dafür werden welche Verfahren eingesetzt?

Verfahren:

  • Physisorption mittels Abscheider
  • Chemisorption mittels Filtration
A

…

65
Q

Erdgasaufbereitung

Wesentliche Gasbestandteile der üblichen Energiegase sind: ?? (3)

A

Gasbestandteile:
- Wasserstoff (H) als Energieträger

  • chemische Verbindungen von Kohlenstoff (C)
  • inerte Bestandteile in Form von Kohlendioxid (CO2) und Stickstoff (N2)
66
Q

Gasbestandteile

–> siehe Folie 22 Tabelle unten!!

A

…

67
Q

Erdgas besteht verwiegend auf?

A

(brennbaren) gesättigten Kohlenwasserstoffen

68
Q

Erdgas:

Ordne folgende Bestandteile nach ihrem Anteil des Volumengehalts:
Propan, Ethan, Methan, Butan, höhere Kohlenwasserstoffe

A 
Methan (CH4) 
> 
Ethan (C2H6) 
> 
Propan (C3H8) 
> 
Butan (C4H10) 
>
höhere Kohlenwasserstoffe
69
Q

Erdgas

Je nach Zusammensetzung unterscheidet man zwischen: ?? (2)

A

H-Gas (high calorific value)

L-Gas (low calorific value)

70
Q

Weitere Bestandteile von Erdgas sind: Wasserstoff, Inertgase (Stickstoff, Edelgase wie Helium, Argon, sowie Kohlendioxid) und Schwefelwasserstoff.

A

…

71
Q

Heizwerte (trockenes Gas im Normalzustand (0°C, 1,01325 bar)

–> siehe Folie 23!

A

…

72
Q

Erdgas

9,8 - 11,5 kWh/m^3
35,2 - 41.4 MJ/m^3

Welches Gas liegt vor?

A

H-Gas

73
Q

Erdgas

8,6 - 9,8 kWh/m^3
30,9 - 35,2 MJ/m^3

Welches Gas liegt vor?

A

L-Gas

74
Q

Aufbereitungsverfahren Erdgas

Nenne die möglichen Schritte ausgehend vom ankommenden Roh-Erdgas vom Bohrloch!

A
  1. Wasser-/Kondensat-Entfernung
  2. Sauergas-Entfernung (in Claus-Anlage, Schwefel ausgeschieden)
  3. Trocknung
  4. Quecksilber-Entfernung
  5. Stickstoff-Entfernung
  6. NGL-Rückgewinnung (verkaufsfähiges Erdgas zur Pipeline kann ausgeschieden werden)
  7. Fraktionierung
  8. Entsäuerung (man erhält Ethan, Propan, etc.)

–> gesamte Ablauf mit Schema auf Folie 25!!!!

75
Q

Aufbereitungsverfahren Erdgas

Nenne Gründe für das Entsäuern! (3)

A

Gründe:
- Korrosivität von H2S und CO2 in Gegenwart von Wasser

  • Toxizität von H2S
  • verringerter Heizwert durch CO2, N2 und H2O
76
Q

Aufbereitungsverfahren Erdgas

Zur Entsäuerung von Erdgas gibt es verschiedene Verfahren, die auf ?(1)?, ?(2)?, ?(3)? sowie ?(4)? durch ?(5)? beruhen

A

(1) Absorption
(2) Adsorption
(3) Kondensation
(4) Permeation
(5) Membrane

77
Q

Beispielprozess der Grundstoffindustrie: Kunststofferzeugung aus Naphtha (Rohbenzin)

Nenne die 4 Schritte!

A
  1. Cracking (im Spaltofen)
  2. Quenching
  3. Waschtürme (stufenweise Abkühlung)
  4. Auftrennung

–> siehe genaues Schema mit Erklärung auf Folie 27!!

78
Q

Beispielprozess der chemischen Industrie: Herstellung von Ammoniak

Das Gas Ammoniak NH3 ist ein wichtiges Zwischenprodukt für ?(1)?

Weiterhin Herstellung von Salpetersäure aus Ammoniak.

Rohstoffe für Ammoniakherstellung: ?(2)?

Die Ammoniaksynthese ist ein wichtiges Beispiel für den nicht-energetischen ?(3)?.

A

(1) Düngemittel (90% aller Düngemittel aus Ammoniak)
(2) Stickstoff und Wasserstoff (aus Methan)
(3) Methanverbrauch

79
Q

Beispielprozess der chemischen Industrie: Herstellung von Ammoniak

  • Schema auf Folie 28
  • Haber-Bosch-Verfahren auf Folie 29
A

…

80
Q

Unterteilung der Nicht-energetischen Rohstoffe/Mineralische Rohstoffe in? (3)

A

Metallrohstoffe

Steine und Erden

Industriemineralien

81
Q

Metallrohstoffe: Direkteinsatz oder Aufbereitung

Nenne Beispiele!

A

Eisen, Kupfer, Aluminium, Zink, Blei, Zinn, Gold, Silber, Wolfram, Platin, Nickel

82
Q

Steine und Erden

Einsatz zur Produktherstellung nach ?(1)? oder ?(2)?

A

(1) mechanischer Aufbereitung

(2) thermischer Behandlung

83
Q

Steine und Erden

Nenne Beispiele!

A

Kies, Quarzsand, Kalksteine, Gipssteine, Anhydrithsteine

84
Q

Industriemineralien

Direkteinsatz (ohne Stoffumwandlung) in industrieller Produktion

Nenne Beispiele!

A

Seltene Erden, Kalisalz, Feldspat, Flussspat, Schwerspat, Graphit, Bentonit, Phosphat, Fluorit, Kaolin, Baryt

85
Q

Definition: “Unter der Aufbereitung fester mineralischer Rohstoffe ist die erste Verarbeitungsstufe fester mineralischer Rohstoffe mit dem Ziel zu verstehen, daraus ?(1)? zu erzeugen, an deren stoffliche Zusammensetzung und physikalische (insbesondere körnungsmäßige) Eigenschaften bestimmte Anforderungen gestellt werden.”

A

(1) körnige Absatzprodukte

86
Q

Aufbereitung mineralischer Rohstoffe zur Erzeugung körniger Absatzprodukte.

Was ist das exakte Ziel?

A

Ziel: Herstellung einer homogenen Material- bzw. Mineralzusammensetzung

87
Q

Aufbereitung mineralischer Rohstoffe zur Erzeugung körniger Absatzprodukte.

Idealtypischer Verfahrensablauf: ?? (7)

A
  1. Vergleichmäßigen
  2. Grobzerkleinern
  3. Vorsortieren
  4. Aufschlusszerkleinern
  5. Sortieren
  6. Konfektionieren des Konzentrats
  7. Behandlung von Restströmen
88
Q

Verfahrensteilschritte der Aufbereitung von mineralischen Rohstoffen zur Erzeugung körniger Absatzprodukte
–> siehe Folien 33+34

A

…

89
Q

Verfahrensteilschritte der Aufbereitung von mineralischen Rohstoffen zur Erzeugung körniger Absatzprodukte

Welcher Teilprozess liegt hier vor?:

  • Herstellung spezifischer Korngrößen- und Kornformverteilungen
  • Aufschluss von Verwachsungen oder Verbundstrukturen vor einer physikalischen Sortierung
  • Vergrößerung der spezifischen Oberfläche und Erzeugung von Kristallgitterstörungen zur Erhöhung der Reaktivität
A

Zerkleinerung

90
Q

Verfahrensteilschritte der Aufbereitung von mineralischen Rohstoffen zur Erzeugung körniger Absatzprodukte

Welcher Teilprozess liegt hier vor?:

  • Herstellung von Endprodukten mit vorgegebener Korngrößenverteilung für nachgeschaltete Weiterverarbeitungsstufen
  • Abtrennung des Feinkornproduktes nach Brechern und Mühlen sowie Rückführung des Überkorns (Zerkleinerungskreislauf)
  • Abtrennung von Feststoffen aus Suspensionen (Entwässerung)
A

Klassierung

91
Q

Verfahrensteilschritte der Aufbereitung von mineralischen Rohstoffen zur Erzeugung körniger Absatzprodukte

Welcher Teilprozess liegt hier vor?:

  • Einzelkornsortierung –> Klaubung (Trennung nach unters. Kenngrößen wie Farbe, Leitfähigkeit, Reflektionsvermögen)
  • Massenstromsortierung (Sortierende Klassierung, Sortierung nach der Dichte/nach magnetischen Eigenschaften/nach elektrischen Eigenschaften/nach der Benetzbarkeit mit Wasser (Flotation))
A

Sortierung

92
Q

Verfahrensteilschritte der Aufbereitung von mineralischen Rohstoffen zur Erzeugung körniger Absatzprodukte

Welcher Teilprozess liegt hier vor?:

  • Sedimentation
  • Filtration
  • Trocknung
A

Entwässerung

93
Q

Nach erfolgreicher Herstellung des homogenen Gutes erfolgt die weitere Umwandlung zum genutzten Gut

Homogene Rohstoffe werden in aufwändigen, energieintensiven Verfahren umgewandelt

Wahr/Falsch?

A

Wahr

94
Q

Nach erfolgreicher Herstellung des homogenen Gutes erfolgt die weitere Umwandlung zum genutzten Gut

Beispiele:

  • Eisenerz zu Stahl (ca. 6,2% der deutschen CO2-Emissionen)
  • Bauxit zu Aluminium
A

…

95
Q

Aluminiumherstellung in Deutschland erfordert ca. 2% des deutschen Strombedarfs

A

…

96
Q

Stahlerzeugung über zwei Routen

Dominierende Herstellungsverfahren in der Eisen- und Stahlindustrie: ?? (2)

A

Primärroute: Bestehend aus Hochofen und dem Stahlwerk (Erzeugung von ca. 33% des weltweiten Rohstahls)

Sekundärroute: Recycling von Stahlschrott in einem elektrischen Lichtbogenofen

97
Q

Etwa ?? der Stahlerzeugung in Deutschland erfolgt auf der Primärroute.

A

70%

98
Q

Erzeugungsrouten zur Stahlherstellung

–> siehe auch Folie 38!

A

…

99
Q

Die Primärroute ist auf den Einsatz von ?? angewiesen

A

Kohle

100
Q

Integrierte Hüttenwerke:

  • Betrieb von 2-3 Hochöfen am Standort
  • i.d.R. Betrieb von Kokerei und Sinteranlage
  • Erzeugung von Oxygenstahl durch Frischen von Roheisen mit Sauerstoff
A

…

101
Q

Integrierte Hüttenwerke

Nutzung von Kuppelgasen aus Koks-, Roheisen- und Stahlerzeugung in angeschlossenen Kraftwerken zur Bereitstellung von Strom

Nutzung von Strahlschrott als Rohstoff in Elektrostahlwerken.

Deutschland: Nur ein Elektrostahlwerk verfügt über eine Direktreduktions-Anlage, in der Eisenerzpellets als Rohstoff verwendet und durch Reduzierung mit Erdgas zu Eisenschwamm (DRI) umgewandelt werden

A

…

102
Q

Durchschnittlicher Energie- und Rohstoffbedarf der Stahlindustrie 2019

–> siehe FOlie 41!!

A

…

103
Q

Für die Produktion einer Tonne Stahl werden durchschnittlich ?? Tonnen Rohstoffe benötigt

A

2,2

104
Q

Substitutionspotentiale bei Stahlerzeugung:

  • Einsatz von ?(1)? nur teilweise gegeben, besonders bei Primärroute schwierig
  • Reduktion von Wassernutzung durch weitgehend ?(2)?
  • -> ABER: ?(3)
  • -> Umweltauswirkungen reduzierbar
  • ?(4)? Abbau und Aufbereitung kann Umweltauswirkungen reduzieren
  • -> bspw. direktes ?(5)?
  • ?(6)? Sortierprozesse
A

(1) Biomasse
(2) geschlossene Kreisläufe
(3) 100% geschlossene Kreisläufe ökonomisch und technisch nahezu unmöglich;
(4) kombinierter
(5) Rückverfüllen
(6) trockene

105
Q

Bunt- und Leichtmetallindustrie: Besonders die Aluminiumherstellung ist sehr energieintensiv

Wahr/Falsch?

A

WAHR

106
Q

Bunt- und Leichtmetallindustrie (Aluminium, Kupfer, Zink, Blei,…):
ca. 111.000 Beschäftigte erwirtschaften in 655 Unternehmen einen Umsatz von 46,5 Mrd. €

A

…

107
Q

Bunt- und Leichtmetallindustrie (Aluminium, Kupfer, Zink, Blei,…):

Die Recyclingroute liegt laut Verbandsangaben bei ca. ??%

A

50%

108
Q

Aluminiumherstellung als Beispiel der Nichteisen-Metallindustrie

Produktion aus ?(1)?:

  • -> Elektrolyse ca. 15MWh Strom pro t Aluminium
  • -> Brennstoffverbrauch bei ca. 15 MWh pro t
A

(1) Bauxit

109
Q

Aluminiumherstellung als Beispiel der Nichteisen-Metallindustrie

Recyling: Bei der Herstellung von Aluminium aus Aluschrott reduziert sich der Stromverbrauch auf ca. 500 kWh/Tonne und der Brennstoffverbrauch auf ca. 3 MWh/Tonne

A

…

110
Q

Aluminiumherstellung als Beispiel der Nichteisen-Metallindustrie

siehe Schemata Folien 44+45

A

…

111
Q

Aluminiumherstellung als Beispiel der Nichteisen-Metallindustrie

Im Bayer-Verfahren wird aus dem Rohstoff Bauxit ?(1)? gewonnen

Anschließend wird in der ?(2)? reines Aluminium erzeugt.

Ressourceneinsatz: Pro Tonne Aluminium werden ca. 4t Bauxit und ca. 230kg ?(3)?, die allerdings wiederverwendet wird, benötigt

A

(1) Aluminiumoxid
(2) Elektrolyse
(3) Natronlauge

112
Q

Umweltauswirkungen der Aluminiumaufbereitung beziehen sich vor allem auf ??

A

indirekte Emissionen

113
Q

Umweltauswirkungen der Aluminiumaufbereitung

Die Aufbereitung ist umwelttechnisch vergleichsweise sauber, allerdings erfordert sie was?

A

einen hohen Strombedarf

114
Q

Industriemineralien müssen aufwändig ?? werden, um Vorkommen möglichst vollständig zu nutzen.

A

aufbereitet

115
Q

Lagerstätten fast aller wichtigen Industriematerialien schwerer zu erschließen, daher bessere Aufbereitung zur höheren Ausbeute notwendig.

Klassische Technologien: ??

Neue Technologien: ??

A

Klassische Technologien: selektiver Abbau, Setz-Maschinen, Flotation, Zyklone, Sichter, Luftherde und Handsortierung

Neue Technologie: sensorgestützte Sortierung

116
Q

Warum erfordern Seltene Erden eine besonders umfassende Aufbereitung?

A

wegen der geringen Konzentration

117
Q

Seltene Erden erfordern eine besonders umfassende Aufbereitung

Metalle der Seltenen Erden müssen aufwendig vom ?(1)? getrennt werden.

Abtrennen der Gangart: ?(2)? mit bspw. Ammoniumsulfat oder ?(3)? Verfahren, d.h. brechen, mahlen, sieben und schlämmen sowie trennen durch Magnetfelder o.ä.

hoher Verbrauch von ?(4)?; umweltsicherer Betrieb von ?(5)? notwendig

A

(1) Abraum
(2) Laugung
(3) trockene
(4) Wasser
(5) Absatzbecken

118
Q

Seltene Erden erfordern eine besonders umfassende Aufbereitung

Je nach Fördermethode unterschiedliche Aufbereitung notwendig:

  • ?(1)? leaching, d.h. Haufenlaugung auf einer wasserdichten Schicht (Plastik oder Ton)
  • ?(2)? leaching, d.h. direktes Auswaschen der Metalle aus dem Berg; äußerst umweltschädigend (Kontamination des Grundwassers)
A

(1) Heap

(2) In situ

119
Q

Seltene Erden erfordern eine besonders umfassende Aufbereitung

Umweltschäden:
- Auswaschen und Anreichern von ?(1)? Verbindungen in Klärschlämmen

  • weiter giftige ?(2)? zum Aufschluss
A

(1) radioaktiven Verb. (z.B. Thorium)

(2) Beimischungen

120
Q

Steine und Erden werden primär in der ?? eingesetzt

A

Bauindustrie

121
Q

Steine und Erden:
- Einsatz zur Produktherstellung nach ?(1)? oder ?(2)?

  • Beispiele: ??
A

(1) mechanischer Aufbereitung
(2) thermischer Behandlung

Beispiele: Kies, Quarzsand, Kalk-, Gips- oder Anhydrithsteine

122
Q

Die Aufbereitung von Steinen und Erden zielt auf die Bereitstellung eines ?? Gutes für weitere Umwandlungsprozesse ab.

A

homogenen

123
Q

Steine und Erden

Zur Aufbereitung erfolgt das Zerkleinern durch Brechern, Waschen, Sieben, Entwässern und Sortieren nach Korngröße

Das aufbereitete Gut wird nachfolgend zum nutzbaren Gut umgewandelt

Vorgehen der Aufbereitung: ?? (3)

A

Vorgehen der Aufbereitung:
1) Sandwäsche (Nassaufbereitung)

2) ggf. Trocknen
3) Klassieren (bspw. mit Vibrationssiebmaschinen)

124
Q

Steine und Erden

Umweltauswirkungen der Aufbereitung sind sehr ?(1)?

A

gering

125
Q

Steine und Erden

Abbau erfolgt i.d.R. Übertage; Transport zu Anwendungsorten aufgrund des vergleichsweise hohen Gewichts kompliziert

A

…

126
Q

Zement als hydraulisches Bindemittel ist Grundstoff für die Herstellung von ?(1)? und ?(2)?

A

(1) Beton

(2) Mörtel

127
Q

Mögliche Rohstoffe für die Zementherstellung? (3)

A

Kalkstein, Ton oder Kalkmergel

128
Q

Zementherstellung

Aufbereitung: Brechen und gemahlen, sowie Brennen in Drehofen –> Zementklinker

Zementproduktion aus: Zementklinker, Gips und ggf. weitere Bestandteile (Hüttensand, Kalkstein) durch gemeinsames Mahlen oder vermengen

A

…

129
Q

Zementherstellung

Durch Vermengen mit Sand entsteht: ?? (2)

A

Beton (große Körnergröße des Sandes)

Mörtel (kleine Körnergröße des Sandes)

130
Q

Zementherstellung

Die CO2-neutrale Produktion stellt eine große Herausforderung dar.

Wahr/Falsch?

A

Wahr

131
Q

Zementherstellung

–> Folie 51 ansehen!

A

…

132
Q

Branchensteckbrief der Glasindustrie

ca. 53.690 Beschäftigte in über 388 Betrieben erwirtschafteten einen Umsatz von ca. 9,4 Mrd. €.

A

…

133
Q

Glas wird überwiegend aus welchen Rohstoffen hergestellt? (3)

A

Sand, Soda und Kalk

134
Q

Für Behältergläser, z.B. Weinflaschen, fließt oft ein großer Anteil an Recyclingglasscheiben mit in die Produktion ein (ca. 60%)

Für andere Gläser, wie z.B. medizinische Gläser setzt man in der Produktion weniger oder keine Recyclingglasscherben ein.

Hauptabnehmer für Glas ist die Bauindustrie (49,3%)

A

…

135
Q

Glaserzeugung mittels Floatverfahren

–> Folie 53!!

A

…

136
Q

Wasseraufbereitung:

Wasseraufbereitung beschreibt die Erzeugung von Wasser von nutzungsgerechter Beschaffenheit aus Grund- und Oberflächenwasser.

Allgemein unterteilt man in welche Aufbereitungsarten?

A

Trinkwasseraufbereitung

Betriebswasseraufbereitung

137
Q

Trinkwasser

Alles Wasser zum Kochen, Trinken, zur Körperpflege, der Reinigung von Gegenständen die mit Lebensmitteln oder dem menschlichen Körper längerfristig in Berührung kommen

Anforderungen: ??

A

Anforderungen:
- frei von Krankheitserregern und gesundheitsschädlichen Stoffen

  • keimarm
  • farblos, klar, kühl, geruchsneutral
  • es soll keine Werkstoffangriffe und Ablagerungen hervorrufen
  • Einhaltung der Grenz- und Richtwerte der Trinkwasserverordnung
138
Q

Betriebswasser

Gewerbliches, industrielles, landwirtschaftliches oder ähnlichen Zwecken dienendes Wasser mit unterschiedlichen Güteeigenschaften

Wird auch Brauchwasser genannt.

Anforderungen: ??

A

Anforderungen:
- Güteanforderungen i.d.R. sehr verwendungsspezifisch

  • Absprache zwischen Hersteller der Aufbereitungsanlage und Abnehmer nötig
  • Bsp.:
  • -> Dampfkraftbetriebe: härtefreies Wasser
  • -> Pharmazeutik: steriles Wasser
139
Q

Verfahren der Wasseraufbereitung

Die Wasseraufbereitung umfasst im wesentlichen zwei Gruppen der Behandlung: ?? (2)

A
  1. Entfernung von Stoffen aus dem Wasser (z.B. Reinigung, Sterilisation, Entsalzung)
  2. Ergänzung von Stoffen sowie Einstellen von Parametern des Wasser (z.B. Dosierung, Einstellung des pH-Werts, gelöster Ionen und der Leitfähigkeit)
140
Q

Verfahren der Wasseraufbereitung

Je nach Rohwasserbeschaffenheit und Verwendungszweck kommen drei grundsätzliche Verfahrenswege bzw. ihre Kombinationen zum Einsatz: ?? (3)

A
  1. Mechanische Aufbereitung (Rechen, Sieben, usw.)
  2. Physikalische Aufbereitung (Belüftung, Flotation, usw.)
  3. Chemische Aufbereitung (Oxidation, Flockung, Desinfektion, usw.)
141
Q

Verfahren der Wasseraufbereitung

Häufige Aufgaben und Verfahren: ?? (6)

A

Häufige Aufgaben und Verfahren:

  • Partikelentfernung (Flockung, Schnell- und Membranfiltration)
  • Desinfektion (Chlorung, UV-Bestrahlung)
  • Entfernung organ. Stoffe (Flockung, Adsorption, Entgasung)
  • Entsäuerung (Filtration über Calciumcarbonat, Entgasung, Dosierung)
  • Enteisung und Entmanganung (Filterverfahren)
  • Enthärtung (Entcarbonisierung, Ionenaustausch, Nanofiltration)
142
Q

Beispiel: Aufbereitung von Trinkwasser in Hamburg

–> siehe Folie 57

A

…

ERVL (12 decks)

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