Verbundprojekt: Prozesskontroll-Sensorsysteme für die Kupferproduktion; Teilvorhaben: Methoden der Temperaturmessung in einem Kupferschmelzofen

Sensoren und Prozesskontrolltechnologie fehlen weitgehend sowohl in der Produktion von Kupfer als auch von den meisten nicht-Eisenhaltigen Metallen, da viele dieser Prozesse pyrometallurgisch sind, d.h. bei hohen Temperaturen und in korrosiven Umgebungen auftreten. Stand-off Sensoren wie optische Sonden und spektrometrische Systeme können eine elegante Lösung für diese Messherausforderung darstellen. Im Rahmen des geplanten Projekts wollen wir diese stand-off Sensoren mit abbildenden Systemen und Laser-basierter Detektion zur erstmaligen Überwachung der komplexen chemischen Prozesse in Kupfer-Schwebeschmelzöfen entwickeln. Unsere kanadischen Projektpartner Queen's University und Kingston Process Metallurgy, KPM, haben erste Schritte in Richtung der Entwicklung einer rein optischen Temperatursonde unternommen, die zuerst vor Ort bei KPM in einem Pilot-Schwebe¬schmelzofen und später im Mai 2018 bei Aurubis (Hamburg) an einem industriellen Großofen getestet wurde. Deren Proof-of-Concept-Forschung wurde von kanadischen Geldgebern durch das "NSERC-Engage"-Programm und das "OCE-Vouchers for Innovation and Productivity"-Programm unterstützt. Die Arbeitsgruppe Physikalische Chemie der Universität Potsdam (UPPC) bringt umfangreiche Erfahrungen in den Bereichen faseroptische Sensorik, Lichtstreuungsmethoden und chemische In-situ-Analytik ein. UPPC wird auch die Laser-induzierte Breakdown Spektroskopie (LIBS) in der Zuführung des kupferhaltigen Erzes einführen. Der deutsche Mittelstand- und Industriepartner Loptek entwickelt Lösungen für faseroptische Messanwendungen. Im Rahmen dieses Projekts wird Loptek faseroptische Hochtemperatur-Sonden in die Reaktorwände einbetten, um das Temperaturprofil des Reaktors zu erfassen. Das Konsortium mit zwei akademischen und drei industriellen Partnern ist ausgewogen aufgestellt und verfügt über umfassende Expertise in der optischen Prozessanalytik und einen einzigartigen Zugang zur Cu-Flash-Ofentechnologie.