Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem Verfahren zur Verwertung von metallhaltigen Reststoffen.

Viele Abfälle aus sehr verschiedenen Herkunftsbereichen zeigen bei Kontakt mit Wasser die Tendenz, entzündliche Gase freizusetzen. Solchen Abfällen ist gemäß der Richtlinie des Rates über gefährliche Abfälle Richtlinie 91/689/EWG ¹ die gefahrenrelevante Eigenschaft H3-A „leicht entzündbar" zuzuordnen, wenn die Geschwindigkeit der Gasbildung den Schwellenwert von 1 Liter pro Kilogramm und Stunde überschreitet. Damit liegt nach Chemikalienrecht ein Gefahrstoff, nach Abfallrecht ein gefährlicher Abfall und nach Gefahrgutrecht (ADR) ein Gefahrgut der Klasse 4.3 (=Stoffe, die in Berührung mit Wasser entzündliche Gase bilden) vor.

Die Freisetzung entzündlicher Gase aus Abfällen mit Wasser ist in den überwiegenden Fällen auf die Zersetzung von Metallbestandteilen des Abfalls zurückzuführen, die zur Bildung von Wasserstoff führt, wenn eine Alkalität durch Kontakt mit alkalischen Stoffen vorliegt.

Enthalten Abfälle Leichtmetallbestandteile oder metallisches Zink, ohne dass alkalische ^' Bestandteile enthalten sind, verläuft die Reaktion mit Wasser sehr langsam und es muss kein Gefährlichkeitsraerkmal zugeordnet werden. Werden solche Abfälle jedoch mit alkalischen Abfällen gemischt oder in Kon- takt gebracht , bewirkt ein Zutritt von Wasser die beschleu ^¬ nigte Freisetzung des latenten Gasbildungspotenzials des me ^¬ tallhaltigen Abfalls, so dass die unachtsame Vermischung zweier an sich ungefährlicher Abfälle ohne weiteres zur Bildung eines gefährlichen Abfalls führen kann.

Die Konditionierung von Abfällen durch Mischung mit Wasser und alkalischen Bindemitteln oder auch Stäuben, z.B. aus der Abgasreinigung von Verbrennungsanlagen entspricht der häufigsten Verfahrensweise bei der Herstellung von Versatzmischungen im Bergversatz oder Deponieersatzbaustoffen für die Sicherung von Deponien.

Das hierbei entstehende Gefährdungspotenzial wird bei der oberirdischen Ablagerung häufig unterschätzt. Im Bergversatz ist das Problem bekannt und führt zum Ausschluss vieler stofflich geeigneter Abfälle von der Verwertung, auch dann, wenn die Gasbildung den Schwellenwert von 1 Liter pro Kilo ^¬ gramm und Stunde unterschreitet.

Es ist folglich notwendig, Abfälle, die ein Wasserstoffbildungspotenzial besitzen, vor einer Weiterverarbeitung dahingehend zu behandeln, dass auch bei Vermischung mit anderen Abfällen keine latente Gefahr signifikanter Gasfreisetzung erzeugt wird. Das ist möglich, indem die irreversible Umwandlung der metallischen Bestandteile in ungefährliche Verbin ^¬ dungen erfolgt, z.B. durch Umwandlung in Hydroxide mit Wasser, I + 3 H ₂ 0 -> AI (OH) ₃ + 1,5 H ₂ (Gl. 1) Mg + 2 H ₂ 0 -> Mg (OH) ₂ + H ₂ (Gl. 2) durch Umsetzung mit Laugen zu amphoteren Salzen, z.B.

AI + 3 H ₂ 0 + NaOH - Na [AI (OH) ₄ ] + 1,5 H ₂ (Gl. 3) Zn + 2 H ₂ 0 + 2NaOH ^■ -> Na ₂ [Zn (OH) ₄ ] + H ₂ (Gl. 4) oder durch Umsetzung mit Säuren zu Salzen, z.B.

Mg + 2 HCl -> MgCl ₂ + H ₂ (Gl. 5)

In diesen Beispielen wird jeweils das Metall unter gezielt vorweggenommener Wasserstoffentwicklung umgesetzt und es verbleibt eine ungefährliche Verbindung ohne Gasbildungspotenzi ^¬ al. Die Umsetzungen mit Wasser sind dabei meist bei Raumtem ^¬ peratur zu langsam, lassen sich aber bei erhöhter Temperatur oder Verwendung von Wasserdampf stark beschleunigen, wobei an Stelle des Hydroxids auch das Oxid entstehen kann:

Mg + H ₂ 0 - MgO + H ₂ (Gl. 6)

Technische Umsetzungen der beschriebenen Reaktionen sind häu ^¬ fig für Schlacken oder Krätzen aus der Aluminium- oder Magne ^¬ siumherstellung beschrieben, die sich unbehandelt kaum depo ^¬ nieren oder im Bergversatz verwerten lassen.

Ein Beispiel für die Umsetzung von Magnesiumkrätzen analog Gl. 2 mit alkalischen Reagenzien ist in der Offenlegungsschrift DE 10172457 AI beschrieben. In der Offenlegungsschrift DE 4425424 AI werden Schlacken o- der Krätzen aus der Magnesiumherstellung demgegenüber mit Salzsäure analog Gl. 5 behandelt, wobei sich die metallischen Bestandteile letztlich zu Magnesiumchlorid umwandeln, das durch Eindampfen gewonnen wird.

In der DE 3837249 AI wird ebenfalls eine alkalische Laugung als erste Stufe der Behandlung von Magnesiumkrätzen vorgeschlagen.

Für Salzschlacken aus der Aluminiumindustrie beschreibt die DE-OS 3200347 ein mehrstufiges Verfahren, in dem zunächst die Umsetzung mit heißem Wasser analog Gl. 1 erfolgt, an die sich nach dem Abklingen der Gasbildung in einer Drehtrommel eine Vortrocknung und Nachreaktion anschließt. Die freigesetzten Gase werden zur Wärmegewinnung für die Reaktion verbrannt.

Schließlich beschreibt die DE 102004027198 AI ein nasschemisches Verfahren zur Herstellung eines Füllstoffs aus Magriesi- umkrätzen und Salzlösungen, der zur Sicherung von Hohlräumen in stillgelegten Salzbergwerken verwendet werden kann und dessen anfängliche Gasbildungsrate maximal 0,05 Liter pro Kilogramm und Stunde beträgt.

All diese Verfahren sind technologisch aufwändig, arbeiten nasschemisch und sind auf Abfälle aus der Aluminium- oder Magnesiummetallurgie fokussiert. Die Nutzung des entstehenden Wasserstoffs erfolgt allenfalls innerhalb des Verfahrens. Auf der anderen Seite nutzt die thermische Verwertung von Ab ^¬ fällen, wie z.B. die Verbrennung von Ersatzbrennstoffen, das energetische Potenzial metallischer Bestandteile nicht aus. Metallisches Aluminium gelangt in konventionellen Verbrennungsanlagen zu einem großen Teil in die Filterstäube der Ab ^¬ gasreinigung und kann dann zu den beschriebenen Gasbildungseffekten führen, so dass als Konsequenz daraus sein Anteil in den Qualitätsanforderungen an Ersatzbrennstoffe beschränkt wird.

Ein Teil des metallischen Aluminiums schmilzt insbesondere bei der Verbrennung in Müllverbrennungsanlagen, schmilzt auch zusammen und gelangt in die Rostaschen, wo Teile einer bestimmten Größe abgetrennt und wiedergewonnen werden können, während sich kleinere Teile in der alkalischen Asche nach Gl. 1 und Gl. 3 langsam umsetzen und der entstehende Wasserstoff unverwertbar in die Atmosphäre entweicht .

Eine auf den ersten Blick . erwartete Oxydation des Aluminiums . nach der Gleichung

2A1 + 1, 50 ₂ -> A1 ₂ 0 ₃ ^' (Gl. 7) findet im Brennraum kaum statt, da die bekannte Oxidschicht das metallische Aluminium vor dem Reaktionsfortschritt

schützt .

Gelingt es jedoch in geeigneten Reaktoren, das metallische Aluminium bei hoher Temperatur ^' mit Wasserdampf zu behandeln, dann kann ein Reaktionsablauf analog (Gl. 1) bzw. bei hohen Temperaturen entsprechend

2A1 + 3H ₂ 0 -> A1 ₂ 0 ₃ + 1,5H2 (Gl. 8) erreicht werden. Hierbei wird die Verbrennungswärme des Aluminiums frei, Wasserstoff erzeugt und das Wasserstoffbildungspotenzial des Reaktionsprodukts beseitigt. Andere Metalle verhalten sich ähnlich.

Sollte zunächst die Hydroxidbildung gemäß (Gl. 1) stattfinden, kann das Metall-Hydroxid durch weiteres Erwärmen durch Dehydratisierung in das Metall-Oxid überführt werden, welches inert ist und kein Wasserstoff-Bildungspotenzial mehr auf ^¬ weist.

2 AI (OH) 3 -» A1 ₂ 0 ₃ + 3 H ₂ 0 (Gl. 9)

Damit wird es möglich, Abfälle mit höheren Metallgehalten zu verarbeiten und Wasserstoff stofflich zu gewinnen. Bei vollständiger Umsetzung des Leichtmetallgehaltes in Wasserstoff kann ein Abfall mit einem vergleichbar kleinen Gehalt von 4% Aluminium knapp 50 Kubikmeter Wasserstoff ^■ pro Tonne liefern.

Für die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zu entwickeln, das die kontrollierte Reaktion von Metallen mit Wasser unter Erzeugung von Wasserstoff dergestalt zulässt, dass der Wasserstoff einfach und gefahrlos verwertet werden kann und der entstehende Feststoff kein oder nur ein unkritisches Wasserstoffbildungspotenzial besitzt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst-, dass die metallhaltigen Reststoffe mit alkalischen Stoffen vermischt und durch die Pyrolysezone eines Vergasungsreaktors bei Temperaturen von 100 bis 1400 °C geleitet werden, wobei sie mit einem wasserhaltigen Synthesegas durchströmt werden und der dabei durch Reaktion der Metalle mit Wasser (siehe hierzu Gl.l und/oder Gl. 8) entstehende Wasserstoff in das wasserhaltige Synthesegas eingemischt und anschließend nach Verlassen der Pyrolysezone thermisch und/oder stofflich verwertet wird.

Es hat sich herausgestellt, dass sich die Reaktionen nach (Gl. 1) und/oder (Gl. 8) besonders vorteilhaft in heißen Reaktionszonen unter reduktiven Bedingungen durchführen lassen, da unter solchen Sauerstofffreien Bedingungen der entstehende Wasserstoff sich sehr einfach und gefahrlos nutzen lässt, ohne dass dieser mit vorhandenem Sauerstoff oxidieren oder gar explodieren würde. Diese reduktiven Bedingungen lassen sich sehr einfach herstellen, indem ein Vergasungsreaktor genutzt wird, der mit Synthesegas durchströmt wird, welches auch als Trägergas für das notwendige Wasser als Reaktionspartner fungiert.

Als metallhaltige Reststoffe können insbesondere Materialien oder auch Abfallfraktionen zum Einsatz kommen, die. Aluminium und/oder Magnesium und/oder Zink und/oder eine Mischung bein ^¬ halten in der zumindest eines oder mehrere dieser Metalle enthalten sind. Besonders vorteilhaft lässt sich das Verfahren ausgestalten, wenn als Vergasungsreaktor ein vertikaler Gegenstromvergaser zum Einsatz kommt, der von oben nach unten von einem Schüttgutwanderbett durchströmt wird, dem die Reststoffe vor Eintritt in den Vergasungsreaktor beigemischt werden. Dabei kann das Schüttgutwanderbett aus mineralischem Material bestehen, das zumindest anfänglich eine Korngröße von 2 bis 300 mm aufweist. Durch Abscherung ist es möglich, dass in der Schüttung dann während des Verfahrens feinere Körnungen entstehen. Beispiele für ein geeignetes Schüttgut sind Kalkstein oder Dolomit.

Besonders effizient kann das Verfahren durchgeführt werden, wenn die metallhaltigen Reststoffe weitere kohlenstoffhaltige Bestandteile enthalten, und/oder wenn diesen metallhaltigen Reststoffen ^' kohlenstoffhaltige Materialien vor Eintritt in den Reaktor beigemischt werden. Solche Mischungen stehen jedoch oftmals bereits als Mischungen in Abfallwirtschaften zur Verfügung. Beispielsweise in Form von Abfallfraktionen, die Aluminium und Kunststoffe in Verbundsystemen enthalten, wie sie in Getränkeverpackungen zum Einsatz kommen, die sich nur sehr schwer trennen und verwerten lassen.

Der Reaktor kann zusätzlich eine Reduktionszone aufweisen, die der Pyrolysezone nachgeschaltet ist und in der eine Temperatur von 300 bis 1800 Grad Celsius vorherrscht. Durch diese Reduktionszone können die metallmhaltigen Reststoffe nach Verlassen der Pyrolysezone zusammen mit den alkalischen Stof ^¬ fen zumindest teilweise hindurchgeleitet werden, um den in der Pyrolysezone gebildeten und noch enthaltenen Pyrolysekoks als Reduktionsmittel zu nutzen.

Weiterhin kann der Reaktor zusätzlich eine Oxidationszone aufweisen, die der Reduktionszone nachgeschaltet ist und durch die die metallhaltigen Reststoffe nach Verlassen der Pyrolysezone zusammen mit den alkalischen Stoffen zumindest teilweise hindurchgeleitet werden.

Die oxidativen Bedingungen in der Oxidationszone werden dabei mittels Durchströmung mit sauerstoffhaltigem Gas erzeugt wodurch durch Oxidation von kohlenstoffreichen Materialien Temperaturen von maximal 1800 Grad Celsius, eingestellt werden. Das enthaltene Metall und/oder Metallhydroxid wird dabei zumindest teilweise gemäß (Gl. 7) und/oder (Gl. 9) in Metalloxid überführt, und kann anschließend einer stofflichen Verwertung zugeführt werden.

Die oxidierten kohlenstoffhaltige Materialien können dabei aus Pyrolysekoks und/oder aus anderen Spaltprodukten der Ein ^¬ satzmaterialien und/oder aus fossilen Brennstoffen bereitgestellt werden, wobei die fossilen Brennstoffe der Oxidationszone über geeignete Dosiereinrichtungen von außen zugeführt werden.

Besonders vorteilhaft kann das Verfahren betrieben werden, wenn die fossilen Brennstoffe chemisch gebundenen Wasserstoff enthalten und bei der Oxidation in der Oxidationszone zumin ^¬ dest teilweise Wasser bilden, das zumindest teilweise als Wasser für die Reaktionen in der darüber liegenden Redukti- 14 001594

10

ons- und/oder Pyrolysezone gemäß (Gl.l) und/oder (Gl.8) genutzt wird. Als solche fossilen Brennstoffe können Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Erdgas, Propan oder Butan, aber auch schweres oder leichtes Heizöl verwendet werden. Denkbar sind auch andere hochmolekulare Kohlenwasserstoffe, beispielsweise Schwersieder, die als Pyrolyseöl oder Teer im vorliegenden Verfahren anfallen.

Grundsätzlich ist es möglich, dass die durch die Pyrolysezone durchgeleiteten metallhaltigen Reststoffe zusammen mit den alkalischen Stoffen zumindest teilweise vor dem Eintritt in die Reduktionszone ausgeschleust und einer stofflichen Verwertung zugeführt werden. Dies kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn die Verwertung des Metalls in Form des Metallhydroxids erfolgen soll.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann sich mit einer sehr hohen Energieeffizienz auszeichnen, wenn die freiwerdende Energie aus der in der Pyrolysezone ablaufenden Reaktion gemäß (Gl. 1) zwischen Metall und Wasser unter Bildung von Metallhydroxid und/oder direkt gemäß (Gl. 8) zu Metalloxid zumindest teilweise als thermische Energie für den Ablauf des Verfahrens in der Pyrolysezone genutzt wird.

Ebenso kann ein quasi verfahrensinterner Wasserkreislauf etabliert werden, indem das frei werdende Reaktionswasser aus der in der Reduktionszone und/oder in der Oxidationszone ablaufenden Dehydratisierung gemäß (Gl. 9) zum Metall-Hydroxid zumindest teilweise als Bestandteil des Synthesegases beim Durchströmen durch die Pyrolysezone genutzt wird. 4

11

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens gelingt, wenn das Synthesegas im Vergasungsreaktor selbst erzeugt wird, indem die kohlenstoffhaltigen Materialien zusammen mit den alkalischen Stoffen und/oder Schüttgut von oben nach unten nacheinander durch die Pyrolysezone, Reduktionszone und Oxidationszone geführt werden und gleichzeitig sauerstoffhaltiges Gas in unterstöchiometrischer Menge im Gegenstrom durch die Zonen in umgekehrter Reihenfolge geleitet wird.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn die in der Oxidationszone erzeugten heißen Verbrennungsgase ganz oder teilweise in die Reduktionszone geleitet und dadurch die notwendige Wärmeenergie für die dort stattfindenden Reaktionen zumindest teilweise zur Verfügung gestellt wird.

Eine besonders energieeffiziente Ausgestaltung des Verfahrens kann realisiert werden, wenn der Reaktor zusätzlich mit einer Kühlzone ausgestattet wird, die der Oxidationszone nachgeschaltet ist und durch die die Metall-haltigen Reststoffe nach Verlassen der Oxidationszone zusammen mit den alkalischen Stoffen und/oder Schüttgut zumindest teilweise hindurchgeleitet, und mittels sauerstoffhaltigem Gas abgekühlt werden .

Um die metallhaltigen Stoffe aus dem resultierenden Feststoffgemisch in konzentrierter Form erhalten zu können ist es vorteilhaft, wenn die metallhaltigen Reststoffe nach Verlassen der Kühlzone zusammen mit den alkalischen Stoffen 2014/001594

12

und/oder Schüttgut mittels physikalischer Trennmethoden, beispielsweise durch einfache Siebung, in zumindest eine Feinfraktion und zumindest eine Grobfraktion aufgetrennt werden. Die Feinfraktion, enthaltend die wesentlichen Anteile der me ^¬ tallhaltigen Stoffe kann ausgeschleust, und in konzentrierter Form einer stofflichen Verwertung des Metalls zugeführt werden.

Die anfallende Grobfraktion, enthaltend die wesentlichen Anteile der alkalischen Stoffe und/oder des Schüttguts kann zumindest teilweise im Kreislauf geführt, und erneut zusammen mit den metallhaltigen Reststoffen in die Pyrolysezone dosiert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert den Einsatz einer ausreichenden Menge an Wasser/Wasserdampf im Synthesegas. Um dies sicherzustellen, kann zusätzlich Wasser und/oder wasserhaltiges Gemisch in flüssiger oder dampfförmiger Form in die Pyrolysezone und/oder Reduktionszone eindosiert werden, sofern dies erforderlich ist und das für die Reaktionsabläufe benötigte Wasser nicht durch . die beigegebenen Ausgangsstoffe bereitgestellt werden kann.

Nachfolgend wird anhand der beigefügten Zeichnung näher auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung eingegangen.

Figur 1 zeigt als Beispiel 1 eine bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens. Dieses Beispiel soll die vorliegende Erfindung erläutern, aber nicht einschränken. Beispiel 1 beschreibt die Verwertung von zerkleinertem Verpackungsmaterial T/EP2014/001594

13

(1) , das im Wesentlichen aus einem Verbund aus Aluminium und Kunststoffen besteht. Ein solches Material lässt sich in den bestehenden Verbrennungsanlagen nur sehr schwer thermisch verwerten, da das Aluminium in den Verbrennungsaschen verbleibt und bei Zusammentreffen mit Wasser zu einer Erhebli ^¬ chen Wasserstoffbildung führt. Dadurch ist es nicht möglich, solche Aschen im sogenannten Spül- oder Bergversatzverfahren gefahrlos unter Tage einzubauen.

Im vorliegenden Beispiel 1, wird das Verpackungsmaterial (1) zusammen mit weiteren kunststoffhaltigen Reststoffen, wie zum Beispiel Shredderfraktionen aus dem Automobil-Recycling (7) mit pulverförmigem Calciumoxid (2) als alkalischem Stoff vermischt und kontinuierlich der Pyrolysezone (3) eines Gegen- stromvergasungsreaktors zugeführt. Als Schüttgut (6) wird im vorliegenden Beispiel ebenfalls Calciumoxid, jedoch in. grob- stückiger Form mit einer Korngröße von 2 bis 200 mm im Ausgangszustand verwendet.

Das Gemisch wird in der Pyrolysezone (3) durch von unten einströmendes heißes und wasserhaltiges Synthesegas (4) aus der Reduktionszone (8) auf Temperaturen von mehr als 400 °C erwärmt. Dabei werden die Kunststoffe thermisch unter Bildung von Kohlenwasserstoffen, Wasserstoff, Kohlenmonoxid, und Koh ^¬ lendioxid und Pyrolysekoks gespalten. Das enthaltene Aluminium reagiert gleichzeitig mit dem in der Gasphase enthaltenen Wasser gemäß (Gl.l)

Es entsteht zusätzlicher Wasserstoff, der sich mit den ande ^¬ ren entstehenden Gasen zu einem Synthesegas vermischt, wel- ches die Pyrolysezone am oberen Ende bei (5) verlässt und das zur weiteren Verwertung thermischen oder stofflichen Verwer ^¬ tung genutzt werden kann. Um eine möglichst vollständige Reaktion des vorhandenen Aluminiums zu erreichen, kann der Py ^¬ rolysezone gezielt zusätzliches Wasser (22), in flüssiger Form oder als Heißdampf, beispielsweise über Einstecklanzen zugeführt werden. Die beschriebene Reaktion ist stark

exotherm, sodass die dabei freiwerdende Wärmeenergie besonders effizient für die endotherme . thermische Spaltung der Kunststoffe in der Pyrolysezone (3) genutzt werden kann.

Das aus der Pyrolysezone (3) erhaltene Gemisch aus Pyrolysekoks, Aluminiumhydroxid, Asche und dem Calciumoxid wird kontinuierlich weiter bei (9) in die Reduktionszone (8) geleitet. Dort reagiert im Wesentlichen der Pyrolysekoks mit den heißen Verbrennungsgasen (15) aus der Oxidationszone (10) . Die heißen Verbrennungsgase enthalten im Wesentlichen Kohlen ^¬ dioxid und Wasserdampf. Aufgrund der Sauerstofffreien reduk- tiven Bedingungen in der Reduktionszone (10) reagiert ein Teil des Pyrolysekokses entsprechend der Boudouard-Reaktion unter Bildung von Kohlenmonoxid:

C + C0 ₂ " 2 CO (Gl. 10)

Außerdem finden sowohl die heterogene (Gl. 11), als auch die homogene Wassergasreaktion (Gl. 12) statt:

C + H ₂ 0 > CO + H ₂ (Gl. 11)

CO + H ₂ 0 > C0 ₂ + H ₂ (Gl. 12) Alle drei genannten Reaktionen sind endotherm und werden durch den Wärmeenergieinhalt der heißen Verbrennungsgase (15) aus der Oxidationszone (10) angetrieben. Aufgrund der hohen . Temperaturen in der Reduktionszone findet dort bereits die Dehydratisierung des gebildeten Aluminiumhydroxids gemäß (Gl. 9) statt. Auch diese Reaktion ist endotherm und wird aus der fühlbaren Wärme der heißen Verbrennungsgase (15) gespeist. Das freiwerdende Reaktionswasser vermischt sich dabei mit dem Synthesegas und wird als Reaktionswasser in der darüber befindlichen Pyrolysezone (3) verwertet. Zur Erhöhung des stö- chiometrischen Wasserüberschusses kann zusätzlich Wasser (22) in die Reduktionszone dosiert werden.

Sofern das Aluminium in Form von Aluminiumhydroxid gewonnen werden soll, kann auch eine zumindest teilweise Ausschleusung des festen Reaktionsgemisches direkt nach Verlassen der Oxidationszone (3) bei (14) erfolgen.

Das aus der Reduktionszone (8) erhaltene Gemisch aus Pyrolysekoks, Aluminiumoxid, Asche und dem Calciumoxid wird kontinuierlich weiter bei (11) in die Oxidationszone (10) geleitet. Dort reagiert im Wesentlichen der restliche Pyrolysekoks mit dem sauerstoffhaltigen Gas (12) aus der Kühlzone (16) .

C + 0 ₂ - C0 ₂ (Gl. 13)

Es handelt sich um eine stark exotherme Oxidationsreaktion. Die dabei entstehenden heißen Verbrennungsgase werden bei (12) in die darüber befindliche Reduktionszone (8) geleitet. Je nach Temperaturprofil in der Reduktionszone (8) können auch noch Reste an Aluminiumhydroxid in die Oxidationszone (10) gelangen, das nach (Gl. 9) abreagiert:

Das aus der Oxidationszone (10) erhaltene Gemisch aus Aluminiumoxid, Asche und dem Calciumoxid wird kontinuierlich weiter bei (17) in die Kühlzone (16) geleitet. Dort wird das Feststoffgemisch im Gegenstrom durch das von unten bei (18) eingeleitete sauerstoffhaltige Gas abgekühlt, während das · sauerstoffhaltige Gas sehr effizient auf Reaktionstemperatur vorgewärmt wird.

Alternativ kann das Feststoffgemisch zumindest teilweise auch in heißer Form aus der Oxidationszone bei (13) ausgeschleust und verwertet werden.

Besonders vorteilhaft ist jedoch die Nutzung der beschriebenen Kühlzone (16) , da das Feststoffgemisch den Prozess im kalten Zustand verlässt und anschließend durch einfache physikalische Trennmethoden (19), beispielsweise durch Siebung in eine Feinfraktion (20) und eine Grobfraktion (21) aufgetrennt werden kann. Das ist besonders vorteilhaft, da sich das Aluminiumoxid nahezu vollständig in der Feinfraktion (20) befindet und somit in aufkonzentrierter Form für eine stoffliche Verwertung erhalten werden kann. Die Feinfraktion (20) enthält praktisch kein elementares Aluminium und hat daher im Falle einer Deponierung kein gefährliches Wasserstoffbildungspotenzial . Die Grobfraktion (21) enthält im Wesentlichen grobstückiges Calciumoxid und kann bei (6) wieder als Schüttgut im Kreis ^¬ lauf geführt werden.