“Explosive” Methode stellt Eisen in Sekunden statt Stunden her

Chinesische Wissenschaftler haben eine neue Methode zur Eisenherstellung entwickelt. Das normalerweise für Kupfer verwendete „Flash-Smelting“ (Schwebeschmelzverfahren) soll auch bei der Eisenproduktion schneller und günstiger als bisherige Prozesse sein. Das schreibt die South China Morning Post. 

Beim Schwebeschmelzverfahren bläst man fein gemahlenes Eisenerz-Pulver in einen extrem heißen Ofen. Dadurch wird eine explosive chemische Reaktion ausgelöst. So entstehen rot glühende, flüssige Eisentröpfchen. Laut den Wissenschaftlern sammelt sich dieses hochreine Eisen am Boden des Ofens. Es kann direkt gegossen und zur Stahlerzeugung verwendet werden, heißt es weiter.

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3 Sprühlanzen produzieren 7,11 Millionen Tonnen Eisen

Für das Schwebeschmelzverfahren wurde eine spezielle Sprühlanze entwickelt, mit der das Eisenerz in den Ofen injiziert wird. Damit der Prozess funktioniert, muss es mit einer möglichst großen Oberfläche in einen sehr heißen Hochofen eingebracht werden - ähnlich wie bei einer Mehlexplosion.

Die neue Sprühlanze sorgt für eine gleichmäßige Verteilung des Erzes. Sie kann 450 Tonnen an Partikeln pro Stunde einspritzen. Mit nur 3 solcher Lanzen könnten pro Ofen jährlich 7,11 Millionen Tonnen Eisen produziert werden. Laut der China Iron and Steel Association produzierte China 2023 insgesamt 871 Millionen Tonnen Roheisen. 

Durch diese Flash-Eisenproduktion soll der Prozess in 3 bis 6 Sekunden abgeschlossen sein. Normalerweise dauert die Eisenerzeugung in herkömmlichen Hochöfen 5 bis 6 Stunden. Damit würde die Geschwindigkeit um das 3.600-Fache erhöht, schreibt die SCMP. 

Produktion ohne Kohle

Laut den Forschern könnte die chinesische Stahlindustrie damit ihre Energieeffizienz um ein Drittel verbessern. Kohle bräuchte man gar nicht mehr. Dadurch käme man dem Ziel von „nahezu 0 CO2-Emissionen“ näher. Hochofenschmelzverfahren verbrauchen derzeit noch große Mengen an Kohle. Die Methode soll auch für andere Erze funktionieren, die China derzeit noch für viel Geld aus Australien, Brasilien und Afrika importiert. 

Entwickelt wurde der Prozess vom Forscherteam um Zhang Wenhai von der Chinese Academy of Engineering. Die zugehörige Studie wurde in der Novemberausgabe des chinesischen Fachmagazins Nonferrous Metals veröffentlicht, schreibt die SCMP – das Paper findet man im Internet bisher noch nicht. 

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Sprühlanze soll bereits kommerziell genutzt werden

2002 begann Zhang Wenhai laut einem damals veröffentlichten Paper seine Forschung zum Schwebeschmelzverfahren für Eisen. Zuvor habe er an Verbesserungen für das Verfahren bei der Kupferproduktion gearbeitet. Laut SCMP wurde 2013 dafür ein Patent angemeldet. Die jetzt entwickelte Sprühlanze soll bereits in der kommerziellen Produktion eingesetzt werden.

Eine vergleichbare Entwicklung gibt es bereits in den USA. Von dort soll auch die Idee des chinesischen Forscherteams stammen, heißt es bei der SCMP. In China wurde der Prozess allerdings soweit verfeinert, dass damit flüssiges Eisen hergestellt werden kann.