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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aufbereitung und Anreicherung von eisenarmen Eisenerzen, insbesondere von karbonatischen Erzen, bei welchem das Erz einer mechanischen Zerkleinerung und einer Gangartabscheidung unterworfen wird, wobei das vorgebrochene Material, gegebenenfalls nach Abtrennung von Anteilen mit geringerer Dichte, einer Röstung und hierauf einer Reduktion mit reduzierenden Gasen unterworfen wird und das reduzierte Material weiter zerkleinert und einer Gangartabscheidung unterworfen wird. Für die Aufarbeitung von Erzen mit saurer Gangart wurde bereits vorgeschlagen, diese Erze einer Reduktion zu unterwerfen, worauf anschliessend ein Abschrecken und Abtrennen der silikatischen Schlacke vorgenommen wird.
Ein wesentlicher Nachteil dieses bekannten Verfahrens besteht in der Tatsache, dass die fühlbare Wärme des vorreduzierten Materials für die Abtrennung der Schlacke vernichtet werden muss und dass sich die bekannten Verfahren lediglich für Erze mit saurer Gangart eignen.
Eisenarme karbonatische Erze mit basischer Gangart, insbesondere mit hohem Anteil an CaCO und MgCO,, konnten bisher in wirtschaftlich vertretbarer Weise nur dadurch aufgearbeitet werden, dass zunächst mit hohem Aufbereitungs- und Energieaufwand ein Konzentrat hergestellt wurde, worauf anschliessend eine Röstung, beispielsweise in Sinteranlagen, vorgenommen wurde.
Bedingt durch die hohe Basizität derartiger Erze, mussten grosse Mengen saurer Zuschläge verwendet werden und es wurde hiebei üblicherweise so vorgegangen, dass diese eisenarmen Erze zusammen mit eisenreichen Erzen mit hohen Si02 -Gehalt auf einen selbstgehenden Möller eingestellt und hierauf im Hochofen zu Roheisen weiterverarbeitet wurden. Weiters ist es bekannt, durch magnetisierendes Rösten, d. h. Überführung des Siderites in einen magnetischen Zustand (Fe 0,, Fe 0,), und anschliessende Magnetscheidung ein Konzentrat mit über 60% Fnvldisch herzustellen,
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Die Erfindung zielt nun darauf ab, eisenarme Eisenerze und im besonderen karbonatische Erze mit basischer Gangart, wie beispielsweise COCO und MgCO-, in wirtschaftlicher Weise aufzuarbeiten und anzureichern und den hohen operativen Aufwand sowie den Energieaufwand, welcher für die mechanische Anreicherung derartiger Erze bisher aufgebracht werden musste, zu verringern.
Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung bei einem Verfahren der eingangs genannten Art im wesentlichen darin, dass das reduzierte Material mit der nach dem Reduktionsprozess anfallenden fühlbaren Wärme unter reduzierender oder inerter Gasatmosphäre weiter zerkleinert und einer Gangartabscheidung unterworfen wird. Dadurch, dass die Zerkleinerung und die Gangartabscheidung mit der fühlbaren Wärme des Materials nach dem Reduktionsprozess durchgeführt wird, kann das noch heisse Material unmittelbar einem Schmelzgefäss aufgegeben werden, wodurch die erforderliche Energie für die Schmelzarbeit wesentlich verringert wird. Die Zerkleinerung bzw.
Gangartabscheidung erfolgt dabei erfindungsgemäss bei den relativ hohen Prozesstemperaturen unter reduzierender oder bei den Betriebstemperaturen weitgehend inerter Gasatmosphäre und es können in vorteilhafter Weise neben heissem Stickstoff die heissen Reduktionsgase bzw. Reduktionsabgabe bei der Gangartabscheidung eingesetzt werden.
Bei dem aus der DE-PS Nr. 1188522 bekanntgewordenen Verfahren erfolgte hingegen eine Abschreckung der Teilchen vor der weiteren Zerkleinerung, wobei darüber hinaus während der Zerkleinerung keine reduzierende oder inerte Gasatmosphäre aufrechterhalten wurde. Erst die erfindungsgemässe gleichzeitige Anwendung einer reduzierenden oder inerten Gasatmosphäre erlaubt es, die reduzierten Teilchen ohne Gefahr einer weitgehenden neuerlichen Oxydation mit ihrer anfallenden fühlbaren Wärme zu zerkleinern und diese Verfahrensweise ist vor allen Dingen im Hinblick auf eine anschliessende weitere Reduktion von besonderem Vorteil.
Bei der erfindungsgemässen Verfahrensführung genügt nun eine Vorzerkleinerung auf eine Korngrösse von etwa 10 mm für die Reduktion und es genügt, die Gangart vom abgebauten Erz weniger weitgehend als sonst abzuscheiden, wodurch das Eisenausbringen wesentlich erhöht wird.
Eine gegebenenfalls vorgesehene Abtrennung von Anteilen mit geringerer spezifischer Masse kann hiebei gegenüber der konventionellen Verfahrensweise so geführt werden, dass der Trennschnitt bezüglich der Dichte niederer angesetzt wird als bei den bisherigen Verfahren zur Herstellung eines sideritischen Konzentrats. Es kann somit bei wesentlich geringerem Aufbereitungs- und Energieaufwand für die Gangartabscheidung das Metallausbringen wesentlich erhöht werden.
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Erfindungsgemäss wird das Verfahren vorzugsweise so durchgeführt, dass das Material anschliessend an die Gangartabscheidung einer weiteren Reduktion, vorzugsweise bei gegenüber der ersten Reduktion höheren Temperaturen, und anschliessend neuerlich unter Inertgas einer Gangartabscheidung unterworfen wird. Da die erste Gangartabscheidung im Anschluss an die Vorreduktion bei den Prozesstemperaturen ohne zusätzliche Abkühlung vorgenommen wird, ist für diese anschliessende weitergehende Reduktion nur ein relativ geringer Energieaufwand erforderlich, da das Material mit der verbleibenden Restwärme der neuerlichen Reduktion unterworfen wird, wobei die Energiezufuhr in erster Linie der gewünschten Erhöhung der Reduktionstemperatur in der zweiten Reduktionsstufe dient. Während bei der ersten Reduktion bzw.
Vorreduktion im Temperaturbereich um 900 C eine Reduktion von bis zu 70 Gew.-% Fe gesamt des eingebrachten Eisens vorgenommen werden kann, lässt sich in dieser weiteren Stufe ohne weiteres ein Produkt mit einem Fe- - Gesamtgehalt von wenigstens 90 Gew.-%, worunter etwa 70 Gew.-% Fe met darstellt, mit nur etwa
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Ein derartiges Produkt lässt sich bereits unmittelbar als Schrottersatz für den Einsatz im Stahlwerk verwenden. Vorzugsweise wird hiebei so vorgegangen, dass das weitgehend reduzierte Material nach der Gangartabscheidung mit der fühlbaren Wärme einem Schmelzgefäss, insbesondere einem Elektroniederschachtofen, zugeführt wird, wobei unter relativ geringem Energieaufwand unmittelbar flüssiges Metall hergestellt werden kann.
In vorteilhafter Weise kann das erfindungsgemässe Verfahren so durchgeführt werden, dass die Reduktion mit heissem CO und H., vorzugsweise im Verhältnis von 2 : 1 bis 1 : 2, bei Temperaturen von 750 bis 1250 C, insbesondere von 900 bis 1100 C, vorgenommen wird. Einer der wesentlichen Vorteile des erfindungsgeuässen Verfahrens ist, dass die Verhältnisse von Kohlenmonoxyd zu Wasserstoff in einem Relativbereich variieren können, wobei sich durch die Verwendung gasförmiger Reduktionsmittel gegenüber dem Hochofenprozess eine Verbesserung in bezug auf den Schwefelgehalt des Endproduktes erzielen lässt, da der üblicherweise in Kohlen enthaltene Schwefel in der Gasphase leicht abgetrennt werden kann.
Es wird somit durch das erfindungsgemässe Verfahren ein Endprodukt mit überaus geringem Anteil an bei der Stahlherstellung störenden Begleitelementen erzielt.
In vorteilhafter Weise wird die mechanische Zerkleinerung in unter Inertgas stehenden Zerkleinerungsaggregaten, z. B. Prallmühlen, vorgenommen. Durch derartige Prallmühlen wird der metallisierte Anteil freigesetzt, wohingegen die gleichzeitig zerkleinerte Gangart in ihrer spezifischen Dichte vergleichsweise wenig verändert wird. Dies ist für die nachfolgende Gangartabscheidung durch konventionelle Methoden, wie Windsichtung od. dgl., von entscheidendem Vorteil für ein verbessertes Trennverhalten.
Die Gangartabscheidung kann in an sich bekannter Weise durch Magnetscheidung vorgenommen werden, wobei erfindungsgemäss unter reduzierender bzw. weitgehend inerter Gasatmosphäre bei Temperaturen von wenig unter dem Curiepunkt des Fe, insbesondere bei Temperaturen von 450 bis 760 C gearbeitet wird. Auch bei einer derartigen Magnetscheidung soll somit bei möglichst hohen Temperaturen gearbeitet werden, um die fühlbare Wärme für die nachfolgende Gewinnung von flüssigem Metall möglichst vollständig zu erhalten. Das Material kann aber auch ohne weiteres nach der Magnetscheidung brikettiert oder pelletiert werden und in der Folge im Stahlwerk als Schrottersatz eingesetzt werden.
Durch den geringen Oxydationsgrad des auf diese Weise aufbereiteten und angereicherten Erzes gestaltet sich die Verwendung von Elektroöfen besonders wirt- schaftlich.
Das vorstehend beschriebene Verfahren ist in erster Linie für die Aufbereitung von karbonatischen Erzen von besonderem Vorteil, da diese Erze leicht reduzierbar sind, wobei die reduzierende Atmosphäre für den Reduktionsofen aus billigen festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen, beispielsweise durch Druckvergasung von Kohlen, hergestellt werden kann.
Die für die Aufbereitung, insbesondere die Gangartabscheidung und die Zerkleinerung,
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erforderlichen, weitgehend inerten oder reduzierenden Gase können in einfacher Weise gefiltert und im Kreislauf geführt werden, so dass die Umweltbelastung gering gehalten wird.
Die der Reduktion vorgeschaltete Röstung kann in besonders einfacher Weise durch Verbrennen der Abgase aus der Reduktionsstufe erfolgen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Aufbereitung und Anreicherung von eisenarmen Eisenerzen, insbesondere von karbonatischen Erzen, bei welchem das Erz einer mechanischen Zerkleinerung und einer Gangartabscheidung unterworfen wird, wobei das vorgebrochene Material, gegebenenfalls nach Abtrennung von Anteilen mit geringerer Dichte, einer Röstung und hierauf einer Reduktion mit reduzierenden Gasen unterworfen wird und das reduzierte Material weiter zerkleinert und einer Gangartabscheidung unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das reduzierte Material mit der nach dem Reduktionsprozess anfallenden fühlbaren Wärme unter reduzierender oder inerter Gasatmosphäre weiter zerkleinert und einer Gangartabscheidung unterworfen wird.