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Christine Guesdon

• Ein mono-ellipsoider Strahlungsofen mit einer 1 kW Xenon-Kurzbogenlampe als Strahlungsquelle wurde entwickelt und gebaut. Die Probe wird im oberen Fokus des vertikal gerichteten Reflektors radiativ geheizt. Mit dem Ofen sind Untersuchungen an festen und geschmolzenen Proben bei Temperaturen bis mindestens 2500 K unter kontrollierter Atmosphäre möglich. Die Proben liegen auf einer kalten Unterlage, was eine Kontamination der Schmelze mit dem Tiegelmaterial verhindert. Während der Reaktion freiwerdende kondensierbare Gase wie z.B. Schwefel werden durch eine geeignete Strömungsführung von der Glaswand des Reaktorraums ferngehalten. Die heissen Produkte können bei Bedarf mit einem Hammer gequencht werden und stehen dann für chemische und/oder physikalische Analysen zur Verfügung. Die Evaluierung von Zink- und Kupferproduktionsprozessen anhand von Literaturdaten machte deutlich, dass die Emission des giftigen Schwefeldioxids bei den konventionellen Röst-Reduktions-Verfahren eine derEin mono-ellipsoider Strahlungsofen mit einer 1 kW Xenon-Kurzbogenlampe als Strahlungsquelle wurde entwickelt und gebaut. Die Probe wird im oberen Fokus des vertikal gerichteten Reflektors radiativ geheizt. Mit dem Ofen sind Untersuchungen an festen und geschmolzenen Proben bei Temperaturen bis mindestens 2500 K unter kontrollierter Atmosphäre möglich. Die Proben liegen auf einer kalten Unterlage, was eine Kontamination der Schmelze mit dem Tiegelmaterial verhindert. Während der Reaktion freiwerdende kondensierbare Gase wie z.B. Schwefel werden durch eine geeignete Strömungsführung von der Glaswand des Reaktorraums ferngehalten. Die heissen Produkte können bei Bedarf mit einem Hammer gequencht werden und stehen dann für chemische und/oder physikalische Analysen zur Verfügung. Die Evaluierung von Zink- und Kupferproduktionsprozessen anhand von Literaturdaten machte deutlich, dass die Emission des giftigen Schwefeldioxids bei den konventionellen Röst-Reduktions-Verfahren eine der grössten Herausforderungen der Nichteisen-Metall-Produktion darstellt. Es wurde die solare Extraktion von Zink und Kupfer direkt aus den Sulfiderzen, ohne den Schritt der problematischen Schwefelverbrennung, vorgeschlagen. Die prinzipielle Machbarkeit einer Kupfergewinnung direkt aus den Sulfiden konnte erfolgreich anhand von Zersetzungsexperimenten von synthetischem Kupferglanz und Kupferkies demonstriert werden. Beide synthetische Sulfide konnten im Strahlungsofen bei Temperaturen um 2500 K teilweise zu metallischem Kupfer reduziert werden. Dies bestätigte ausserdem die Leistungsfähigkeit des Strahlungsofens. Demnächst wird die online Temperaturmessmethode flash assisted multi-wavelength pyrometry (FAMP) implementiert.…
• An imaging furnace for the investigation of materials at temperatures above 2500 K under controlled atmosphere has been built and characterized. The sample is radiatively heated by a 1 kW xenon short arc lamp placed in the upper focus of a vertically oriented mono-ellipsoidal reflector. By placing the sample on a water-cooled support contamination of the sample by crucible material is avoided. A remotely controlled hammer freezes the high-temperature composition of the sample by a fast quench. Thus, it can be analyzed later by conventional methods such as XRD or TEM. A protective glass dome enables to study samples which release condensable or corrosive gases. The dome itself is protected from condensable compounds by an appropriate laminar flow of inert gas. Measured peak flux densities clearly exceed 500 Wcm^{-2} required to access temperatures of at least 2500 K. On the basis of a literature survey processes for production of zinc and copper were analyzed. This showed that theAn imaging furnace for the investigation of materials at temperatures above 2500 K under controlled atmosphere has been built and characterized. The sample is radiatively heated by a 1 kW xenon short arc lamp placed in the upper focus of a vertically oriented mono-ellipsoidal reflector. By placing the sample on a water-cooled support contamination of the sample by crucible material is avoided. A remotely controlled hammer freezes the high-temperature composition of the sample by a fast quench. Thus, it can be analyzed later by conventional methods such as XRD or TEM. A protective glass dome enables to study samples which release condensable or corrosive gases. The dome itself is protected from condensable compounds by an appropriate laminar flow of inert gas. Measured peak flux densities clearly exceed 500 Wcm^{-2} required to access temperatures of at least 2500 K. On the basis of a literature survey processes for production of zinc and copper were analyzed. This showed that the emission of toxic sulfur dioxide during the conventional roasting reduction processes is the most challenging weakness of nonferrous metal mining industry. A direct solar extraction of zinc and copper from their sulfide ores without problematic burning of sulfur was thus proposed. The principal feasibility of direct extraction of copper was demonstrated by decomposition experiments with synthetic chalcocite and chalcopyrite. The two synthetic sulfides could be partially reduced to metallic copper in the imaging furnace at temperatures of about 2500 K. This also confirmed the good operation of the furnace. In the near future flash assisted multi-wavelength pyrometry (FAMP) will be implemented to measure sample temperatures online.…