CH247709A - Verfahren zur Herstellung einer kalkaluminathaltigen Schlacke. - Google Patents

Description

  Verfahren     zur    Herstellung einer     kalkaluminathaltigen    Schlacke.    Schmilzt man     tonerdehaltige        und    eisen  arme Silikate, wie z. B.     Labradorit,        Anda-          lusit    oder dergleichen, mit Kalkstein zusam  men in der Absicht,     Kalkaluminatschlacken     zu gewinnen, die für die Aufarbeitung zu  Tonerde geeignet sind, ohne dass man     einen     wesentlichen Teil der Kieselsäure zu     Ferro-          silizium    reduziert, so dass die Hauptmenge  der Kieselsäure somit     in    der Schlacke ver  bleibt,

   so begegnet man bei den in Frage  kommenden     Chargezusammensetzungen    ver  schiedenen Schwierigkeiten.  



  Die Eigenschaften solcher Ansätze wei  chen nämlich stark von den für elektro  thermische Prozesse üblichen Rohstoff  chargen ab.  



  Der hohe Kieselsäuregehalt der Schlacke  muss mittels Kalk gebunden werden, wobei  sich gewöhnlich die Verbindung 2     Ca0Si0,     bildet; der     Tonerdegehalt    dagegen muss in  der Weise umgesetzt werden, dass man rech  nungsgemäss die     Kalkaluminate    5     Ca0A1203          bezw.    3     CaOAl_03    erhält. Mit     Labradorit     oder     Andalusit    als Rohstoff werden je Tonne  Silikat     etwa    2,1 t gewöhnlicher Kalkstein  verwendet.

   Das beschriebene Schmelzverfah  ren ist daher durch     einen    ausserordentlich  hohen     Kalksteingehalt    in der Charge gekenn  zeichnet.  



  Ein zweites Kennzeichen ist die     eisenarme     Charge, der nur minimale     Mengen        schmelz-          punktreduzierende        Flussmittel        und    elektrisch       leitende    Bestandteile zugeführt werden.    Das dritte Kennzeichen, das sich aus vor  stehendem ergibt,     ist    die Tatsache, dass man  eine besonders koksarme Charge erhält. Man  hat nämlich nur die Möglichkeit, so viel  Koks zuzugeben, dass ein zu starker Angriff  auf     Elektroden    und Ofenfütterung vermieden  wird.  



  Mit dem niedrigen Koksgehalt der  Charge werden die elektrischen Leitungsver  hältnisse und gleichzeitig die     Wärmevertei-          lungsverhältnis.se    im Ofen schlecht und un  sicher und die Charge wenig porös     und    gas  durchlässig.  



  Die hier erwähnten Eigenschaften der  Rohstoffcharge erschweren die Durchführung  des beschriebenen     Schmelzprozesses    wesent  lich. Die Trocknung und     Kalzinierung    der       Rohstoffe    muss über dem Schmelzbad selbst  durchgeführt werden und bei der grossen       Kalksteinmenge    und dem relativ grossen  Materialdurchgang ist eine beträchtliche Roh  materialhöhe erforderlich. Diese Höhe ist je  doch dadurch begrenzt, dass man nur einen  bestimmten Druck der Rohstoffe auf das       untenliegende    Schmelzbad zulassen darf; sie  muss ferner der Durchlässigkeit der Charge  angepasst werden, besonders dann, wenn man  grosse Gasmengen erhält.  



  Weiter muss mit der Verwendung von       bergfeuchten    Rohstoffen gerechnet werden  sowie mit     demjenigen    Gehalt     an-    Feingut,  welches sich durch die     Vorbrechung    auf      etwa 80 mm ergibt. Die Charge wird durch  dieses Feingut verdichtet; das Feinmaterial  fördert     Sinterreaktionen        und    Brückenbildun  gen, weshalb Staub und Feingut     weitmög-          liehst        vermieden    werden müssen.  



  Es wurde     ein    Schmelzen von Kalkalu  minatschlacken, die für die     Weitsrbehand-          lung    zu Tonerde berechnet waren,     mit    Roh  stoffchargen von     Andalusit    sowie von La  bradorit als Ausgangsmaterial in industriel  lem Massstab durchgeführt.  



  Das Verfahren ist in     einem    offenen Ofen  durchführbar, weil man in diesem Fall Ge  legenheit hat, die Materialhöhe zu variieren  und durch mechanische Eingriffe eine     Brük-          kenbildung    in der Charge zu     beseitigen.    Stö  rungen, die durch eventuelles Schlackensprit  zen oder dergleichen entstanden sind, können  v     erhältnismässig    leicht     beseitigt    werden.  



       In    einem geschlossenen Ofen und beson  ders bei den     Ausführungen,    die eine Verwer  tung der gebildeten brennbaren Gase erlau  ben,     ist    die Materialhöhe konstant, der  Schmelzverlauf schwerer zu kontrollieren,  und Unregelmässigkeiten führen leicht zu  Betriebsstörungen.  



  Bei neuzeitlichen,     grossindustriellen     Schmelzanlagen kommt nur ein Arbeiten in  geschlossenen Öfen in Betracht, andernfalls  ist es unmöglich, in ausreichend betriebssiche  rer Weise den beschriebenen     Schmelzprozess     durchzuführen. Bei gleichzeitigem Zusatz  von Eisenerz können unter Umständen die  Verhältnisse etwas verbessert werden.  



  Es     ist    bei     andern    metallurgischen Ver  fahren bekannt, den     Kalkstein    durch ge  brannten Kalk zu ersetzen, wodurch die  Nachteile, die durch die Dissoziation der  grossen     Kalksteinmengen        entstehen,    vermie  den werden; um aber einen     ruhigen        Betrieb     zu sichern, muss auch die     Kalkstaubbildimg          vermieden    werden. Es     kommt    nur Stückkalk  in Frage, der aber eine kostspielige Ware  ist und sich wenig zur Lagerung und zum  mechanischen     Transport    eignet.

   Bei der Ver  wendung von gebranntem Kalk wird der  Koksverbrauch auf ein Minimum herab-    gesetzt, da keine Kohlensäure zugegen ist,  die mit     Kohlenstoff    reagieren kann, und da  die Charge noch annähernd eisenfrei bleibt,       ist    auf diese     Weise    eine Lösung des Pro  blems kaum zu finden.  



  Das Ziel     ist,    eine     wirtschaftliche    und  zweckmässige Charge aus     tonerdehaltigen     Silikaten     herzustellen    und zu     behandeln.    Es  ist     nim    gelungen,     ein.    Verfahren zu     finden,     welches zu einer Lösung des Problems führt  und eine moderne     industrielle    Herstellung  von     Kalkaluminatschlacken    aus den erwähn  ten Rohstoffen erlaubt.

   Das     ist    als ein erheb  licher technischer Fortschritt zu bezeichnen,  denn die Verwertung von billigen und sonst  wenig brauchbaren Rohstoffen für die Ton  erdeherstellung ist von besonderem     Interesse.     



  Die vorliegende Erfindung betrifft nun  ein Verfahren zur Herstellung einer kalk  aluminathaltigen Schlacke, bei welchem man  Kalk     zusammen    mit einem Tonerde enthal  tenden Silikat erhitzt, so dass sich der Kalk  mit der Tonerde des Silikates zu Kalk  aluminat     und    mit der Kieselsäure des Sili  kates zu Kalksilikat umsetzt.  



  Dieses Verfahren ist dadurch gekenn  zeichnet, dass man .ein vorher aus     Kalkstein,          Eisenoxyd    und     Silikatstaub        hergestelltes,          praktisch    kohlensäurefreies, stückförmiges       Sinterprodukt    mit einem     stückförmigen,    Ton  erde enthaltenden Silikat und Koks mischt  und diese     Mischung    einem\ elektrischen       Schmelzprozess    unterwirft, wobei einerseits  Roheisen und anderseits eine     Kalkaluminat-          schlacke    mit mindestens<B>10%</B> Kieselsäure  gehalt,

   die zur     Weiterarbeitung    auf Tonerde  geeignet     ist,    erhalten werden.  



  Auf diese Weise erhält man eine gut lei  tende Charge, die leicht zu behandeln ist  und die ein gutes und gleichmässiges Nach  sinken im Ofen gewährleistet. Es kann auch  eine poröse Charge erhalten werden, da der       Eisenoxydzusatz    so gewählt werden kann,  dass ein passender Kokszusatz als     Reduk-          tionsmaterial    ermöglicht     wird.     



  Die Dissoziation des Kalksteines und die  daraus folgenden nachteiligen Nebenreaktio-           nen    und     Ofenverhältnisse    werden vermieden.  Der Schlacke kann leichter ein zweckentspre  chender Gehalt an     schmelzpunktreduzieren-          den    Oxyden verliehen werden; das reduzierte  Eisen schützt den Ofenboden und bewirkt  eine Ausgleichung der thermischen Verhält  nisse im Ofen.

           Beispiel:       In einem     Saugsinterapparat    werden durch  Erhitzen von  etwa 975 kg Kalkstein (bis 5 mm)  " 10 "     Labradoritstaub    (bis 5 mm)  " 300 " Eisenoxyd in Form von       Eisenerzschlick    und  " 130 "     Koksgriess    (bis 5 mm)  auf eine Temperatur von über 1000  C diese  Materialien gesintert. Das dabei erhaltene       stückförmige        Sinterprodukt    ist praktisch  kohlensäurefrei.  



  Etwa 850 kg des so erhaltenen groben       Sinterproduktes    (über 10 mm)     werden,    mit  etwa 450 kg     grobgesiebtem        Labradorit    (über  5 mm) und etwa 75 kg     Koks    (über 5 mm)  gemischt und in einem     elektrischen    Ofen ge  schmolzen.

           Man    erhält dabei 1 Tonne Schlacke von  folgender Zusammensetzung:  etwa 25,3 %     SiO2          32    14,4%     A1203     "     58,0%        CaO          "    1,1 %     Mg0     "<B>0,9%</B>     Fe0     "<B>0,5%</B>     TiO2     "<B>0,3%</B>     (CaS)       und     .etwa.    210 kg Roheisen von der nach  stehenden Analyse:

    etwa 4,6% C  "     1,0%        si     "<B>0,6%</B> V  " 0,7%     Ti     " 0,03 % P  " 0,4%     Mn     Spuren S;       kWh-Verbrauch,    berechnet je Tonne Schlacke,  etwa 1100.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung einer kalk- aluminathaltigen Schlacke, bei welchem man Kalk zusammen mit einem Tonerde enthal tenden Silikat erhitzt, so dass sich der Kalk mit der Tonerde des Silikates zu Kalk- aluminat und mit der Kieselsäure des Sili- kates zu Kalksilikat umsetzt, dadurch ge kennzeichnet, dass man ein vorher aus Kalk stein, Eisenoxyd und Silikatstaub hergestell tes, praktisch kohlensäurefreies,

   stückförmi- ges Sinterprodukt mit einem stückförmigen, Tonerde enthaltenden Silikat und Koks mischt und diese Mischung einem elektri schen Schmelzprozess unterwirft, wobei einer seits Roheisen und anderseits eine Kalk aluminatschlacke mit mindestens 1015' Kie- selsäuregehalt, die zur Weiterverarbeitung auf Tonerde geeignet ist, erhalten werden.

   UNTERANSPRUCH: Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Sinterprodukt in einer Stückgrösse über 10 mm verwendet wird und dass das Silikat und der Koks in Stückgrössen über 5 mm benutzt werden.