Entwicklung eines Recyclingprozesses für Nickel-Metallhydridbatterien:
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Aachen
Shaker
2004
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RECYCLINGPROZESSES FUER NICKEL-METALLHYDRID BATTERIEN D 82 (DISS.RWTH
AACHEN) SHAKER VERLAG AACHEN 2004 KURZFASSUNG I ABSTRACT I I EXTENDED
ABSTRACT II I.I INTRODUCTION II I.II CURRENT STATUS OFNIMH-BATTERY
RECYCLING III I.III THEORY OF SLAG SYSTEM SELECTION V I.IV TRIALS FOR
SLAG SYSTEM SELECTION IX I.V FEASIBILITY STUDY OF THE RECYCLING PROCESS
XIV I.VI SUMMARY XV 1 EINLEITUNG 1 2 DIE NICKEL-METALLHYDRID BATTERIE 2
2.1 ENTWICKLUNG UND ANWENDUNGSGEBIETE 2 2.2 AUFBAU UND FUNKTION 3 2.2.1
AUFLAU 3 2.2.2 FUNKTION 4 2.3 OEKONOMISCHE UND OEKOLOGISCHE BEDEUTUNG DER
BASISMETALLE 6 2.3.1 NICKEL 6 2.3.2 KOBALT 7 2.3.3 SELTENE ERDEN 8 3
RECYCLING VON NICKEL-METALLHYDRID BATTERIEN 10 3.1 GESETZLICHER RAHMEN
10 3.2 MARKTBEDEUTUNG UND RECYCLINGPOTENZIAL VERBRAUCHTER BATTERIEN 10
3.2.1 HISTORISCHE ENTWICKLUNG 10 3.2.2 AKTUELLER STAND DER
BATTERIERUECKNAHME 12 3.2.3 ZUKUENFTIGES POTENZIAL DES BATTERIERECYCLINGS
14 3.3 VERGLEICH DES EUROPAEISCHEN BATTERIERECYCLINGS 15 3.4 STAND DER
FORSCHUNG 16 3.5 STAND DER TECHNIK 18 3.6 BEWERTUNG BESTEHENDER
RECYCLINGVERFAHREN 19 3.7 ENTWICKLUNG EINES ALTERNATIVEN
RECYCLINGPROZESSES 20 3.8 DER ELEKTROLICHTBOGENOFEN ALS
RECYCLINGAGGREGAT 21 3.8.1 GRUNDLAGEN DER OFENTECHNOLOGIE 21 3.8.2
DREHSTROMOEFEN 22 3.8.3 GLEICHSTROMOEFEN 23 3.8.4 GRAPHITELEKTRODEN 23
3.8.5 VERFAHRENSVERGLEICH ZUR OFENAUSWAHL 24 THEORIE ZUR AUSWAHL EINES
GEEIGNETEN SCHLACKENSYSTEMS 26 4.1 ANFORDERUNGEN AN DAS SCHLACKENSYSTEM
26 4.2 EIGENSCHAFTEN MOEGLICHER SCHLACKENKOMPONENTEN 27 4.2.1
SCHLACKENBILDNER 27 4.2.2 SELTENE ERDEN 28 4.2.3 UNERWUENSCHTE
VERBINDUNGEN 29 4.3 STRUKTURVORSTELLUNG FLUESSIGER SCHLACKEN 30 4.4
AUSWAHL GEEIGNETER SCHLACKENSYSTEME 32 4.4.1 CAO-CAF 2 -X-SYSTEM 32
4.4.2 CAO-SIO 2 -X-SYSTEM 35 4.4.3 CACH-X-SYSTEM 38 4.5 METHODIK ZUR
CHARAKTERISIERUNG DER AUSGEWAEHLTEN SCHLACKENSYSTEME 39 4.5.1
THERMODYNAMISCHES VERHALTEN AUSGEWAEHLTER ELEMENTE 39 4.5.2 BASIZITAET 43
4.5.3 VERTEILUNGSKOEFFIZIENTEN 44 4.6 ZUSAMMENFASSUNG 44 VERSUCHE ZUR
AUSWAHL GEEIGNETER SCHLACKENSYSTEME 46 5.1 VERSUCHE IM LABORMASSSTAB 46
5.1.1 BESCHREIBUNG DER VERSUCHSANLAGE 46 5.1.2 CHARAKTERISIERUNG DER
BATTERIEMASSE 47 5.1.3 VERSUCHSDURCHSSHRUNG 47 5.1.4 VERSUCHSAUSWERTUNG
UND DISKUSSION 49 5.2 VERSUCHE IM TECHNIKUMMASSSTAB 51 5.2.1 BESCHREIBUNG
DER VERSUCHSANLAGE 51 5.2.2 CHARAKTERISIERUNG DER BATTERIEMASSE 55 5.2.3
UEBERSICHT DER VERSUCHE 55 5.2.4 VERSUCHSDURCHSSHRUNG 57 5.2.5 BEWERTUNG
DES CAO-CAFR-X-SYSTEMS 59 5.2.6 BEWERTUNGDES CAO-SIORX-SYSTEMS 64 5.3
SCHLUSSFOLGERUNGEN UND EMPFEHLUNGEN FUER VERSUCHE IM PILOTMASSSTAB 68
RAFFINATION DER NICKEL-KOBALT-LEGIERUNG 70 6.1 THEORETISCHE BETRACHTUNG
70 6.2 ANFORDERUNGEN AN DIE PRODUKTE 74 6.3 VERSUCHE IM TECHNIKUMMASSSTAB
75 6.3.1 BESCHREIBUNG DER VERSUCHSANLAGE 75 6.3.2 UEBERSICHT DER VERSUCHE
76 6.3.3 VERSUCHSDURCHSSHRUNG 77 6.3.4 BEWERTUNG DES RQFFINATIONSEFFEKTES
DER NICKEL-KOBALT-LEGIERUNG 78 VERSUCHE IM PILOTMASSSTAB 81 7.1
BESCHREIBUNG DER VERSUCHSANLAGE 7.2 CHARAKTERISIERUNG DER BATTERIEMASSE
7.3 UEBERSICHT DER VERSUCHE 7.4 VERSUCHSDURCHFUEHRUNG 7.5 BEWERTUNG DES
CAO-CAF 2 -SYSTEMS 7.6 BEWERTUNG DES CAO-SIO 2 -SYSTEMS 7.7 BEWERTUNG
DER HOHLELEKTRODENTECHNOLOGIE 7.8 PROZESSSTABILITAET GEGENUEBER
FEHLSORTIERUNGEN 7.9 SCHLUSSFOLGERUNGEN 8 WIRTSCHAFTLICHKEITSBETRACHTUNG
DES RECYCLINGPROZESSES 8.1 PARAMETER DES WIRTSCHAFTSZENARIOS 8.2
LIQUIDITAETSPLANUNG 8.3 FINANZBEDARF 8.4 BEWERTUNG DER
WIRTSCHAFTLICHKEITSBETRACHTUNG 9 ZUSAMMENFASSUNG 10 LITERATUR 11 ANHANG
11.1 BEISPIELHAFTE AUSWAHL DER FACTSAGE* 5.2 VERBINDUNGEN 11.2 ANALYSEN
DER LABORVERSUCHE 11.3 ANALYSEN DER TECHNIKUMVERSUCHE 11.4
PHASENDIAGRAMME FUER RAFFINATION (AUSWAHL) 11.5 BERECHNUNG DER BENOETIGTEN
LUFTMENGE FUER DIE RAFFINATION 11.6 ANALYSEN DER PILOTVERSUCHE 11.7
LEBENSLAUF 81 84 85 86 88 93 96 96 97 98 98 103 104 104 106 109 113 113
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