Influence of Multivalent Ions on the Electrical Conductivity of Slags

Promovendus/a: Pieter-Jan Boeykens

Promotor(en): prof. Kim Verbeken, prof. Inge Bellemans

De transitie naar een CO2-neutrale samenleving vraagt een omwenteling van de bestaande technologieën voor elektriciteits- en materiaalproductie alsook de transportsector. Om deze technologische omslag te maken is er extra nood aan metalen zoals koper, lithium, platina, ... Bijgevolg staat de metallurgische sector voor de dubbele uitdaging om zowel de productie te verhogen als hun CO2-uitstoot te beperken. De eerste stap voor metaalproductie is typisch het smelten van ertsen of schroot tot temperaturen tussen 800 °C – 1600 °C. In deze stap vormt zich een metaalbad en slakfase. Deze slakfase bestaat uit metaaloxiden waarin onzuiverheden worden opgenomen. Voor sommige processen, zoals hoogovens, zal er warmte worden gegenereerd via het verbranden van fossiele brandstoffen wat leidt tot een grote CO2-uitstoot. Om de CO2-uitstoot te drukken kan deze eerste stap via elektrische weerstandsovens worden uitgevoerd. Hierbij wordt (groene) stroom omgezet tot warmte via de weerstand van de slakfase. Bijgevolg is de elektrische geleidbaarheid van de slak een essentiële materiaalparameter om de warmtegeneratie in dit proces te modelleren. Dit onderzoek in samenwerking met Umicore spitste zich toe op experimentele geleidbaarheidsmetingen van slakken relevant voor de koper- en loodmetallurgie. Eveneens werd een model opgesteld om de geleidbaarheid te voorspellen op basis van de slaksamenstelling.