AT9645U1 - Verfahren zur erhöhung der spezifischen oberfläche von eisenoxiden aus sprühröstanlagen - Google Patents
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Description
2 AT 009 645 U1
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der spezifischen Oberfläche und Reduktion der Chloridgehaltes von Eisenoxiden aus Sprühröstanlagen.
Sprühröstanlagen (Ruthner- oder Woodall-Duckham-Verfahren) zur Wiederaufbereitung sogenannter salzsaurer Beizablaugen zu HCl und Fe203 (Eisenoxid) sind bekannte und weltweit angewandte Technologien. Das in diesen Sprühröstanlagen als Nebenprodukt anfallende pulverförmige Eisenoxid stellt bei entsprechender Qualität ein verkaufsfähiges Produkt dar, das zum Grossteil zur Herstellung von magnetischen Materialen (Ferrite) eingesetzt wird.
In Sprühröstanlagen herkömmlicher Bauart - ohne entsprechende Zusatzinstallationen -können nur zwei der für die Ferritindustrie wesentlichen Parameter beeinflusst werden, die Spezifische Oberfläche (SSA) und der Chloridgehalt. Beide Parameter sind im wesentlichen Abhängig von der Temperatur der Röstreaktion im Reaktor. Höhere Reaktor-Temperatur bedingt geringere SSA und auch geringeren Chloridgehalt. Jedoch werden von der Ferritindustrie hohe SSA und geringer Chloridgehalt gefordert. Daher muss im Betrieb der Sprühröstanlagen jeweils die Temperatur auf einen optimalen Punkt eingestellt werden, um bei gerade noch akzeptablem Chlo-. ridgehalt möglichst hohe Oberflächen erzielen zu können.
Verschiedene Nachröst-Systeme sind bereits realisiert worden, bei denen nach dem Austrag aus dem Reaktor mittels direkt beheizter Schnecke, Etagenofen, oder Nachröstbrenner am Reaktoraustrag, etc. eine Reduktion des Chloridgehaltes erreicht werden sollte. Die erzielten Verbesserungen des Chloridgehaltes sind jedoch gering und bewegten sich im Bereich von 0.02%. Das Brennerabgas wird ungenutzt und ungereinigt in die Umgebung abgegeben. Durch zusätzlichen Energie-, sowie vor allem Unterhalt- und Reparaturaufwand werden nur wenige dieser Anlagen realisiert. Eine weitere Möglichkeit der Beeinflussung der SSA und des Chloridgehaltes durch zusätzliche Brenner in verschiedenen Ebenen oder das Sprühröstverfahren im Gleichstrom konnten sich aufgrund vieler Nachteile nicht durchsetzen.
Die vorliegende Erfindung beschreibt nun ein Verfahren, das es ermöglicht, durch Einbringung eines Gemisches aus Luft und Dampf in den Reaktor, die SSA bei gleichbleibendem Chloridgehalt zu erhöhen, oder bei gleichbleibender SSA den Chloridgehalt zu reduzieren.
Ausführungsbeispiel:
Siehe Fig. 1
In einer Salzsäure-Regenerationsanlage nach dem Sprühröstprinzip wird die (zu regenerierende) eisenhältige Altsäure aus dem Stahl-Beizeprozess nach einer Vorkonzentrierung in den Reaktor von oben eingedüst (1). Die Durchsatzleistung der Sprühröstanlage beträgt 5 m3/h Altsäure zur Regeneration. Durch einen oder mehrere Brenner, die seitlich am Reaktor angebracht sind (2), wird unter Luftüberschuss (Lambda ca. 1.25) eine Zirkulation erzeugt und die Temperatur im Reaktor auf ca. 550°C gehalten (3). Dadurch wird aus 2FeCI2 + 2H20 +V£02 in einem Röstvorgang 4HCI + Fe203. HCl wird gasförmig oben ausgetragen und einer nachfolgenden Absorption und Gaswäsche (4) zur Rückgewinnung der 18%-igen HCl, sowie zur Emissionsreduktion, unterworfen. Das pulverförmige Eisenoxid sinkt zu Boden und wird über einen Brecher oder Zellenradsystem ausgetragen (5).
Unterhalb der Brenner-ebene wird nun über eine tangentiale Zuleitung im Konusbereich des Reaktors überhitzter Dampf mit einem Durchsatz von 360 kg/h eingedüst (6), die Eindüsung erfolgt in Zirkulationsrichtung. Der Dampf mit einer Temperatur von ca. 300 °C reagiert offensichtlich mit den an der Oberfläche anhaftenden Chloriden unter Bildung von gasförmiger HCl (und wird mit dem Röstgas ausgetragen), der Gehalt an Chloriden im aus dem Reaktor austretenden Oxid wird dadurch deutlich reduziert, von 0,15% auf < 0,10%.
Weiters wird ebenfalls unter der Brennerebene (die Anordnung kann je nach Anwendung variie-
Claims (4)
- 3 AT 009 645 U1 ren) Umgebungsluft eingedüst (7). Die Luftmenge für die Verbrennung (in den Brennern) wird um die unter den Brennern eingedüste Luft reduziert (8), das Verhältnis zwischen Brennerluft und Lufteindüsung wird auf ca. 9:1 und ein Gesamt-Luftüberschuss von ca. 1,25 (λ) eingestellt (9). Je länger die Verweilzeit des Oxides bei höheren Temperaturen, desto geringer wird die spezifische Oberfläche. Die Einbringung von Luft ermöglicht offenbar schnelles Abkühlen des Oxides, und verhindert so die Veränderungen der spezifischen Oberfläche. Die Spezifische Oberfläche des Oxides kann mit dieser Prozessführung um 0.5-1 m2/g gesteigert werden. Ansprüche: 1. Verfahren zur Erhöhung der spezifischen Oberfläche (BET) von Eisenoxiden aus Sprühröstanlagen (Ruthner-Verfahren zur Salzsäureregeneration) dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Brennerebene des Reaktors Dampf und Luft eingebracht wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen Verbrennungsluft (im Brenner) und der zusätzlich eingebrachten Luft (unter der Brennerebene) zwischen 10:1 und 1:1 liegt.
- 3. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-2 dadurch gekennzeichnet, dass der Luftüberschuss am Reaktoraustritt (λ - Verhältnis tatsächlicher zu stöchiometrischer Luftmenge) zwischen 1,2 und 2,5 eingestellt wird.
- 4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-3 dadurch gekennzeichnet, dass die unter der Brennerebene eingebrachte Dampfmenge zwischen 0 und 500 kg pro m3 in den Reaktor eingebrachte Altsäure liegt. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen
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