DD262676A5 - METHOD AND DEVICE FOR OBTAINING METAL OR BZW. METAL ALLOYS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Metallen bzw. Metallegierungen sowie eine Einrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens. Bei dem Verfahren werden Metalle bzw. Metallegierungen, insbesondere Ferrolegierungen, durch Reduktion von Metalloxiden in einer Reduktionszone, die aus einem von Reduktionsgas durchstroemten Kohlebett gebildet wird, gewonnen. Um Metalle zu erhalten, welche eine hohe Affinitaet zu Sauerstoff besitzen, wird das Kohlebett aus drei Festbettschichten (A, B, C) gebildet, wobei eine unterste, einen fluessigen Sumpf aus reduziertem Metall (3) und Schlacke (4) bedeckende Festbettschicht (A) aus entgaster Kohle vorgesehen wird. Weiter wird in eine mittlere Festbettschicht (B) Sauerstoff oder ein Sauerstoff enthaltendes Gas eingeleitet, um ein heisses Reduktionsgas zu bilden, und im Abstand darueber wird in die mittlere Festbettschicht (B) feinkoerniges oxidisches Einsatzmaterial eingefuehrt. In eine oberste Festbettschicht (C) werden Verbrennungsgase aus Kohlenstoffteilchen und Sauerstoff bzw. sauerstoffhaltigem Gas eingeleitet. Fig. 1The invention relates to a method for recovering metals or metal alloys and to a device for carrying out the method. In the process, metals or metal alloys, in particular ferroalloys, are obtained by reduction of metal oxides in a reduction zone, which is formed from a coal bed penetrated by reducing gas. In order to obtain metals which have a high affinity for oxygen, the coal bed is formed of three fixed bed layers (A, B, C), with a lowermost, fixed bed layer covering a liquid bottoms of reduced metal (3) and slag (4) (A ) is provided from degassed coal. Further, oxygen or an oxygen-containing gas is introduced into a middle fixed bed layer (B) to form a hot reducing gas, and at a distance above it, fine-grain oxidic feed is introduced into the middle fixed bed layer (B). In a top fixed bed layer (C) combustion gases of carbon particles and oxygen or oxygen-containing gas are introduced. Fig. 1
Description
Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Metallen bzw. Metallegierungen, insbesondere Ferrolegierungen durch Reduktion von Metallpxiden in einer Reduktionszone, die aus einem von Reduktionsgas durchströmten Kohlebett gebildet wird, sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a process for recovering metals or metal alloys, in particular ferroalloys by reducing metal oxides in a reduction zone, which is formed from a coal bed through which reducing gas flows, and to a device for carrying out the process.
In der EP-A-0174291 ist ein Verfahren zum Erschmelzen von Metallen, z. zw. Kupfer, Blei, Zink, Nickel, Kobalt und Zinn, aus oxidischen feinkörnigen Nichteisenmetallerzen beschrieben, wobei das Einsatzmaterial in eine Reduktionszone eingebracht wird, die von einer Kohlewirbelschicht in einem Einschmelzvergaser gebildet wird. Beim Passieren dieser Reduktionszone wird das oxidische Einsatzmaterial zu Metall reduziert, welches im unteren Teil des Einschmelzvergasers gesammelt wird. Es hat sich gezeigt, daß das Verfahren nach der EP-A-0174291 zur Reduktion von Oxiden, die mit elementarem Kohlenstoff bei Temperaturen unter 1000 0C reagieren, mit Vorteil angewendet werden kann, daß es jedoch bei der Gewinnung von Metallen und Metallegierungen, insbesondere Ferrolegierungen, wie Ferromangan, Ferrochrom und Ferrosiliciurri, welche aus ihren Oxiden erst bei Temperaturen von über 10000C mit elementarem Kohlenstoff als Reduktionsmittel gewonnen werden können, zu Schwierigkeiten kommen kann, weil die Kontaktzeit dieses bei höheren Temperaturen reagierenden oxidischen Einsatzmaterials mit den die Wirbelschicht bildenden Kohlenstoffteilchen relativ kurz ist.In EP-A-0174291 a method for melting metals, e.g. between copper, lead, zinc, nickel, cobalt and tin, described from oxidic fine-grained non-ferrous metal ores, wherein the feedstock is introduced into a reduction zone formed by a coal fluidized bed in a melter gasifier. As it passes through this reduction zone, the oxide feedstock is reduced to metal, which is collected in the lower part of the melter gasifier. It has been shown that the method can be applied according to EP-A-0174291 for the reduction of oxides which react with elemental carbon at temperatures below 1000 0 C and the advantage that it, however, in the recovery of metals and metal alloys, in particular Ferroalloys, such as ferromanganese, ferrochrome and Ferrosiliciurri, which can be obtained from their oxides only at temperatures above 1000 0 C with elemental carbon as a reducing agent, can cause difficulties because the contact time of reacting at higher temperatures oxidic feedstock with the fluidized bed forming Carbon particles is relatively short.
Es ist das Ziel der Erfindungen Verfahren und eine Einrichtung zur Gewinnung von Metallen bzw. Metallegierungen zur Anwendung zu bringen, welches einen wirtschaftlichen Schmelzvorgang gewährleistet.It is the object of the invention to use methods and a device for the recovery of metals or metal alloys, which ensures an economical melting process.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde(ein Verfahren zur Gewinnung von Metallen bzw. Metallegierungen, insbesondere Ferrolegierungen durch Reduktion von Metalloxiden in einer Reduktionszone, die aus einem von Reduktionsgas durchströmten Kohlebett gebildet wird, sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, welche es ermöglichen, Metalle und Metallierungen, insbesondere Ferrolegierungen, wie Ferromangan, Ferrochrom und Ferrosilicium, aus feinkörnigem oxidischem Material in einem Einschmelzvergaser herzustellen, wobei das Metall eine so hohe Affinität zu Sauerstoff hat, daß es erst oberhalb 10000C mit elementarem Kohlenstoff reagiertThe invention is based on the object ( a method for obtaining metals or metal alloys, in particular ferroalloys by reduction of metal oxides in a reduction zone, which is formed from a coal bed of carbon dioxide flowing through, as well as a device for carrying out the method, which make it possible metals and metallations, in particular ferroalloys, such as ferromanganese, ferrochrome and ferrosilicon, to produce from fine-grained oxidic material in a melter gasifier, wherein the metal has such a high affinity for oxygen, that it reacts with elemental carbon only above 1000 0 C.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kohlebett aus drei Festbettschichten gebildet wird, wobei This object is achieved in that the coal bed is formed of three fixed bed layers, wherein
— eine unterste, einen flüssigen Sumpf aus reduziertem Metall und Schlacke bedeckende Schicht aus entgaster Kohle vorgesehen wird,A lowermost slag of reduced-metal and slag-covering layer of degassed coal is provided,
— in eine mittlere Schicht Sauerstoff oder ein Sauerstoff enthaltendes Gas eingeleitet wird, um ein im wesentlichen aus CO bestehendes heißes Reduktionsgas zu bilden, und im Abstand darüber in die mittlere Schicht feinkörniges oxidisches Einsatzmaterial eingeführt wird; undIntroducing oxygen or an oxygen-containing gas into a middle layer to form a hot reducing gas consisting essentially of CO and introducing a fine-grained oxidic feed material at a distance above it into the middle layer; and
— in eine oberste Schicht Verbrennungsgase aus Kohlenstoffteilchen und Sauerstoff bzw. sauerstoffhältigem Gas eingeleitet werden.Combustion gases of carbon particles and oxygen or oxygen-containing gas are introduced into a topmost layer.
Vorteilhaft wird feinkörniges oxidisches Einsatzmaterial mit einer Korngröße bis zu 6mm eingesetzt.It is advantageous to use fine-grained oxidic feedstock having a particle size of up to 6 mm.
Zweckmäßig wird zur Bildung der Festbettschichten Kohlemiteiner Korngröße von 5 bis 100 mm, insbesondere 5 bis 30 mm, verwendet.It is expedient to use coal having a particle size of from 5 to 100 mm, in particular from 5 to 30 mm, to form the fixed bed layers.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dicke der mittleren und obersten Festbettschicht zwischen 1 und 4m gehalten.According to a preferred embodiment, the thickness of the middle and uppermost fixed bed layer is kept between 1 and 4 m.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß aus dem die Reduktionszonen passierenden Abgas staubförmige Kohlenstoffteilchen abgeschieden und diese Kohlenstoffteilchen, vorzugsweise in heißem Zustand, zusammen mit Sauerstoff oder sauerstoffhältigem Gas Brennern zugeführt wird, die in die oberste Festbettschicht gerichtet sind.A further embodiment of the method according to the invention is characterized in that dust-shaped carbon particles are deposited from the exhaust gas passing through the reduction zones and these carbon particles, preferably in the hot state, are fed together with oxygen or oxygen-containing gas to burners which are directed into the uppermost fixed bed layer.
Das von Kohlenstoffteilchen befreite Abgas kann als Fördermedium für das feinkörnige oxidische Einsatzmaterial verwendet werden.The exhaust gas freed from carbon particles can be used as a delivery medium for the fine-grained oxidic feedstock.
Als Kohle wird vorzugsweise eine solche eingesetzt, die nach Entgasung ihren stückigen Charakter beibehält, so daß bei einem eingesetzten Korngrößenbereich von 5 bis 100mm, vorzugsweise 5 bis 30mm, nach Entgasung noch mindestens 50% der entstandenen entgasten Kohle innerhalb des ursprünglichen Korngrößenbereiches von 5 bis 100mm bzw. von 5 bis 30mm vorhanden ist und der Rest als Unterkorn vorliegt.The coal used is preferably one which retains its lumpy character after degassing, so that at a used grain size range of 5 to 100mm, preferably 5 to 30mm, after degassing at least 50% of the resulting degassed coal within the original particle size range of 5 to 100mm or from 5 to 30mm is present and the rest is available as undersize.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, daß alle bekannten Vorteile der Reduktionsprozesse in mitfossiiber Energie gefeuerten Schachtofen erhalten bleiben, wie Gegenstromwärmetausch, metallurgische Reaktion im Festbett mit elementarem Kohlenstoff, welche für die Reduktion von Oxiden unedler Metalle erforderlich ist, und gute Trennung von Metall und Schlacke.The process of the present invention offers the advantage of preserving all known benefits of the reduction processes in co-fired shaft furnaces, such as countercurrent heat exchange, fixed bed metallurgical reaction with elemental carbon required for the reduction of base metal oxides, and good metal and slag separation ,
Die Verkokung bzw. die Entgasung von Kohle kann ohne Bildung von Teer und anderer kondensierbarer Verbindungen durchgeführt werden. Das bei der Entgasung der Kohle gebildete Gas wirkt als zusätzliches Reduktionsmittel zu den aus der Vergasung der entgasten Kohle gebildeten Reduktionsgasen.The coking or degassing of coal can be carried out without the formation of tar and other condensable compounds. The gas formed during the degassing of the coal acts as an additional reducing agent to the reducing gases formed from the gasification of the degassed coal.
Das eingesetzte oxidische Material kann nach einer besonderen Ausführungsform in einer Vorreduktionsstufe vorreduziert werden, was sich besonders beim Erzeugen von Ferrolegierungen, wo der Eisenoxidanteil des Einsatzmateriales dieser Reduktion zugänglich ist, als vorteilhaft erwiesen hat.According to a particular embodiment, the oxidic material used can be prereduced in a prereduction stage, which has proved particularly advantageous in the production of ferroalloys, where the iron oxide content of the feedstock of this reduction is accessible.
Ein besonderer Vorteil des Verfahrens ist darin zu sehen, daß die Reduktion von Oxiden unedler Elemente, wie beispielsweise Silicium, Chrom, Mangan ohne Verwendung von elektrischer Energie durchgeführt werden kann. Im erfindungsgemäßen Verfahren wird auf einfache Weise die für die Entgasung der Kohle erforderliche Energie gesteuert, da das Unterkorn (kleiner als 5mm) mit den heißen Gasen des Einschmelzvergasers ausgetragen, abgeschieden und in die obere Einblaszone sauerstoffhältiger Gase rückgeführt und mittels der sauerstoffhältigen Gase oxidiert wird, wobei Wärme frei wird.A particular advantage of the method is the fact that the reduction of oxides of base elements, such as silicon, chromium, manganese can be carried out without the use of electrical energy. In the process according to the invention, the energy required for the degassing of the coal is controlled in a simple manner, since the undersize (less than 5 mm) is discharged with the hot gases of the melter gasifier, separated and returned to the upper injection zone of oxygen-containing gases and oxidized by means of the oxygen-containing gases, whereby heat is released.
Das Kornzerfallsverhalten wird so getestet, daß eine Kohle-Kornfraktion von 16 bis 20 mm einer einstündigen Entgasung ineiner auf 14000C vorerhitzten Kammer unterworfen wird. Das Kammervolumen beträgt 12dm3. Nach Abkühlung durch Spülen mit kaltem Inertgas wird die Kornverteilung bestimmt.The grain disintegration behavior is tested so that a coal grain fraction of 16 to 20 mm is subjected to a one-hour degassing in a 1400 0 C preheated chamber. The chamber volume is 12dm 3 . After cooling by rinsing with cold inert gas, the particle size distribution is determined.
Die Erfindung umfaßt des weiteren eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem feuerfest ausgekleideten schachtförmigen Einschmelzvergaser, der im Oberteil eine Chargieröffnung zum Einbringen von Kohle sowie eine Gasableitung aufweist, die Seitenwand des Einschmelzvergasers von Zuleitungen für Kohlenstoffteilchen und Sauerstoff bzw. sauerstoffhältiges Gas durchsetzt ist und ein unterer Abschnitt zum Sammeln von schmelzflüssigem Metall und flüssiger Schlacke vorgesehen ist. Diese ist dadurch ausgebildet, daß unter Herausbildung von drei übereinander angeordneten Festbettschichten A, B, CThe invention further comprises a device for carrying out the method with a refractory-lined shaft-shaped melter gasifier having in the upper part a Chargieröffnung for introducing coal and a gas discharge, the side wall of the melter gasifier of carbon dioxide and oxygen or oxygen-containing gas and is traversed lower section is provided for collecting molten metal and liquid slag. This is formed by the formation of three superimposed fixed bed layers A, B, C
— im Bereich zwischen der untersten Festbettschicht A und der mittleen Festbettschicht B ein Kranz von Einblasrohren für Sauerstoff bzw. sauerstoffhältiges Gas vorgesehen ist,A ring of injection tubes for oxygen or oxygen-containing gas is provided in the area between the lowest fixed bed layer A and the middle fixed bed layer B,
— im Abstand darüber ein Kranz von Einblasrohren für feinkörniges oxidisches Einsatzmaterial und- At a distance above a wreath of injection pipes for fine-grained oxidic feedstock and
— im Abstand darüber im Bereich zwischen der mittleren Festbettschicht B und der obersten Festbettschicht C ein Kranz von mit Kohlenstoffteilchen und Sauerstoff bzw. sauerstoffhältigem Gas beschickten Brennern vorgesehen sind.- At a distance above it in the region between the middle fixed-bed layer B and the uppermost fixed-bed layer C a ring of burners charged with carbon particles and oxygen or oxygen-containing gas are provided.
Vorteilhaft ist in der Gasableitung ein Heißzyklon zum Abscheiden von Kohlenstoffteilchen aus dem Abgas vorgesehen und ist das Austragsende dieses Heißzyklons mit dem Kranz von Brennern leitungsmäßig verbunden.Advantageously, a hot cyclone for separating carbon particles from the exhaust gas is provided in the gas discharge and the discharge end of this hot cyclone is conductively connected to the ring of burners.
Gemäß einer besondere Ausführungsform steht mit dem Heißzyklon ein weiterer Heißzyklon in leitungsmäßiger Verbindung, wobei in diese Verbindungsleitung zwischen den beiden Heißzyklonen eine Chargiervorrichtung für oxidisches Einsatzmaterial mündet; das Austragsende des weiteren Heißzyklons ist mittels einer Förderleitung mit dem Kranz von Einblasrohren für das oxidische Einsatzmaterial verbunden.According to a particular embodiment, another hot cyclone is in line connection with the hot cyclone, in which connection line between the two hot cyclones a charging device for oxidic feed material opens; the discharge end of the further hot cyclone is connected by means of a delivery line with the ring of injection pipes for the oxide feedstock.
Die Erfindungsoll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The Erfindungsoll be explained in more detail using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing show:
Fig. 1: den Einschmelzvergaser in einer schematischen Darstellung mit einer angeschlossenen Zusatzeinrichtung; Fig. 2: das Temperaturprofil im Einschmelzvergaser.Fig. 1: the melter gasifier in a schematic representation with a connected additional device; Fig. 2: the temperature profile in the melter gasifier.
Ein schachtförmiger Einschmelzvergaser 1 ist mit einer feuerfesten Auskleidung 2 versehen. Der Bodenbereich des Einschmelzvergasers 1 dient zur Aufnahme von schmelzflüssigem Metall 3 und schmelzflüssiger Schlacke 4. Eine Abstichöffnung 5 für Metall und eine Abstichöffnung 6 für die Schlacke sind weiterhin angeordnet. Im Oberteil des Einschmelzvergasers 1 ist eine Chargieröffnung 7 zur Zugabe von stückiger Kohle vorgesehen. Oberhalb des Flüssigsumpfes, der aus Metall 3 und Schlacke 4 besteht, ist das Kohlefestbett ausgebildet, welches eine nicht durchgaste unterste Festbettschicht A aus entgaster Kohle, eine darüber befindliche durchgaste mittlere Fettbettschicht B aus entgaster Kohle und eine darüber befindliche, durchgaste oberste Festbettschicht C aus Kohleteilchen umfaßt.A shaft-shaped melter gasifier 1 is provided with a refractory lining 2. The bottom portion of the melter gasifier 1 is for receiving molten metal 3 and molten slag 4. A metal tap hole 5 and a slag tap hole 6 are further arranged. In the upper part of the melter gasifier 1, a charging opening 7 is provided for adding lumpy coal. Above the liquid sump, which consists of metal 3 and slag 4, the coal fixed bed is formed, which is a non-gassed bottom fixed bed A degassed coal, a more-located through fat middle bed layer B of degassed coal and an overlying, durchgaste top fixed bed layer C of coal particles includes.
Die Seitenwand des Einschmelzvergasers 1 ist von Einblasrohren durchgesetzt, z. zw. von einem Kranz Einblasrohren 8 für Sauerstoff oder sauerstoffhaltige Gase. Diese Einblasrohre 8 sind im Grenzbereich zwischen der nicht durchgasten Festbettschicht A und der Festbettschicht B angeordnet. Im Abstand darüber, u. zw. im mittleren bis oberen Teil der Festbettschicht B, mündet ein Kranz von düsenförmig ausgebildeten Einblasrohren 9, durch welche feinkörniges oxidisches Einsatzmaterial in die mittlere Festbettschicht B eingeblasen wird.The side wall of the melter gasifier 1 is enforced by injection pipes, z. zw. from a wreath blowing tubes 8 for oxygen or oxygen-containing gases. These injection pipes 8 are arranged in the boundary region between the non-solidified bedding layer A and the fixed bed layer B. In the distance above, u. between the middle and upper part of the fixed-bed layer B, a ring of nozzle-shaped injection pipes 9 opens, through which fine-grained oxidic feed material is blown into the middle fixed bed layer B.
Im Abstand darüber, u. zw. im Grenzbereich zwischen der Festbettschicht B und der Festbettschicht C, ist ein Kranz von die Seitenwand des Einschmelzvergasers 1 durchsetzenden Brennern 10 vorgesehen, in welche ein Gemisch aus staubförmigen Kohlenstoffteilchen und Sauerstoff bzw. sauerstoffhältigem Gas eingeführt wird. Vom oberen Teil des Einschmelzvergasers 1 führt eine Gasableitung 11 weg, die das entstandene Abgas zu einem Heißzyklon 12 führt. Staubförmige Kohlenstoffteilchen, die in dem Abgas suspendiert sind, werden im Heißzyklon 12 abgeschieden und vom Austragsende des Heizzyklons 12, in welchem eine Dosiereinrichtung 13 vorgesehen ist, durch eine Leitung 14 dem Kranz von Brennern 10 zugeführt. Eine zu den Brennern führende Leitung 15 für sauerstoffhältiges Gas bezeichnet. Mit der Dosiereinrichtung 13 kann der Füllstand des Heißzyklons 12 geregelt und die Abscheidewirkung des Heißzyklons 12 beeinflußt werden.In the distance above, u. zw. in the boundary region between the fixed bed layer B and the fixed bed layer C, a ring of the side wall of the melter gasifier 1 passing through burner 10 is provided, in which a mixture of dust-like carbon particles and oxygen or oxygen-containing gas is introduced. From the upper part of the melter gasifier 1 leads away a gas discharge 11, which leads the resulting exhaust gas to a hot cyclone 12. Dust-shaped carbon particles suspended in the exhaust gas are separated in the hot cyclone 12 and supplied from the discharge end of the heating cyclone 12 in which a metering device 13 is provided to the ring of burners 10 through a pipe 14. An oxygen-containing gas line 15 leading to the burners. With the metering device 13, the level of the hot cyclone 12 can be controlled and the separation efficiency of the hot cyclone 12 can be influenced.
Vom Oberteil des Heißzyklons 12 führt eine Leitung 16 zu einem weiteren Heißzyklon 17. In die Verbindungsleitung 16 mündet eine Chargiervorrichtung 18, die aus einem feinkörniges oxidisches Einsatzmaterial enthaltenden Bunker 19 beschickt wird. Das Gas aus der Leitung 16 dient als Fördermedium. Vom Austragsende des Heißzyklons 17 wird das feinkörnige oxidische Einsatzmaterial in eine Förderleitung 20 ausgetragen und von dort durch eine Leitung 21 den Einblasrohren 9 zugeführt. Vom oberen Ende des Heißzyklons 17 führt eine Leitung 22 weg, durch welche das überschüssige Abgas abgeführt wird. Es kann abgekühlt und komprimiert werden und durch eine Leitung 23 als Fördermedium in die Leitung 21 eingeblasen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorteilhaft so ausgeführt, daß die in dem Oberteil des Einschmelzvergasers 1 chargierte Kohle in der Festbettschicht C entgast wird. Die für die Entgasung erforderliche Wärme wird einerseits von den heißen Reduktionsgasen geliefert, die aus der Festbettschicht B aufsteigen, andererseits durch Verbrennungswärme der festen Kohlenstoffteilchen, die mittels sauerstoffhältiger Gase in den Brennern 10 verbrannt werden. Die vertikale Erstreckung der Festbettschicht C wird so gewählt, daß das die Festbettschicht C verlassende Gas eine Mindesttemperatur von 95O0C aufweist. Dadurch ist sichergestellt, daß Teere und andere kondensierbare Verbindungen gekrackt werden. Eine Verstopfung der Festbettschicht C ist damit ausgeschlossen. In der Praxis erweist sich eine Schichtdicke für die Festbettschicht C von 1 bis 4m als vorteilhaft. Eine vertikale Erstreckung von 1 bis 4m erweist sich auch für die Festbettschicht B als vorteilhaft. Die in der Festbettschicht C entgaste Kohle bildet beim Absinken nach unten die Festbettschicht B.From the top of the hot cyclone 12, a line 16 leads to another hot cyclone 17. In the connecting line 16 opens a charging device 18, which is fed from a bunker 19 containing fine-grained oxidic feedstock. The gas from the line 16 serves as a pumped medium. From the discharge end of the hot cyclone 17, the fine-grained oxide feedstock is discharged into a delivery line 20 and fed from there through a line 21 to the injection pipes 9. From the upper end of the hot cyclone 17, a line 22 leads away, through which the excess exhaust gas is discharged. It can be cooled and compressed and be blown through a line 23 as a pumped medium in the line 21. The process according to the invention is advantageously carried out in such a way that the coal charged in the upper part of the melter gasifier 1 is degassed in the fixed bed layer C. The heat required for the degassing is supplied on the one hand by the hot reducing gases rising from the fixed bed layer B, on the other hand by combustion heat of the solid carbon particles which are burned by means of oxygen-containing gases in the burners 10. The vertical extent of the fixed bed layer C is selected so that the fixed bed layer C leaving gas having a minimum temperature of 95O 0 C. This ensures that tars and other condensable compounds are cracked. A blockage of the fixed bed layer C is thus excluded. In practice, a layer thickness for the fixed-bed layer C of 1 to 4 m proves to be advantageous. A vertical extension of 1 to 4m also proves to be advantageous for the fixed-bed layer B. The carbon degassed in the fixed-bed layer C forms the fixed-bed layer B when it sinks downwards.
Das feinkörnige oxidische Einsatzmaterial wird durch das heiße Reduktionsgas und den Flugstaub im weiteren Heißzyklon 17 vorreduziert und aus dem Gas wieder ausgeschieden. Eine Beladung des heißen Reduktionsgases mit feinkörnigem kohlenstoffhaltigem Staub kann sich vorteilhaft erweisen, da der Kohlenstoff mit dem bei der Reduktion gebildeten CO2 unter Bildung von CO reagiert, wodurch der stark reduzierende Charakter des heißen Gases aus dem Einschmelzvergaser 1 aufrecht bleibt. Das nach erfolgter Vorreduktion mit dem im Flugstaub abgeschiedene feinkörnige oxidische Einsatzmaterial wird in der Festbettschicht B aufgeschmolzen und durch den elementaren Kohlenstoff reduziert. Die für das Schmelzen und die Reduktion erforderliche Wärme wird durch Vergasung von heißer entgaster Kohle mittels sauerstoffhältiger Gase, die über die Einblasrohre 8 in den Vergaser eingebracht werden, aufgebracht. Das in der Festbettschicht B entstehende schmelzflüssige Metall und die schmelzflüssige Schlacke 4 fließen nach unten und werden unterhalb der Festbettschicht A gesammelt und abgestochen.The fine-grained oxidic feedstock is prereduced by the hot reducing gas and the flue dust in the further hot cyclone 17 and excreted from the gas again. A loading of the hot reducing gas with fine-grained carbonaceous dust may prove advantageous, since the carbon reacts with the CO 2 formed during the reduction to form CO, whereby the strongly reducing nature of the hot gas from the melter gasifier 1 remains. The pre-reduction with the finely grained oxidic feedstock deposited in the fly-ash is melted in the fixed-bed layer B and reduced by the elemental carbon. The heat required for melting and reduction is applied by gasification of hot degassed coal by means of oxygen-containing gases introduced via the sparger tubes 8 into the gasifier. The molten metal and the molten slag 4 formed in the packed bed layer B flow downward and are collected below the packed bed layer A and tapped.
Beispielhaft ist die Herstellung von Ferromangan wie folgt möglich: 1.By way of example, the production of ferromanganese is possible as follows: 1.
Mittelflüchtige, bituminöse mit ca.Medium volatiles, bituminous with approx.
25%flüchtige Bestandteile 10% Asche 4% H2O25% volatiles 10% ash 4% H 2 O
Kornband: 1—40 mm 0Grain belt: 1-40 mm 0
Einsatz: 1 750 kg Kohle pro t Ferromangan 75%igUse: 1 750 kg coal per t Ferromanganese 75%
3. Ferromangananalyse:3. Ferromanganese Analysis:
In Fig. 2 ist das Temperaturprofil über die Höhe des Einschmelzvergasers 1 veranschaulicht, wobei auf der Ordinate die Höhenverhältnisse und auf der Abszisse die Temperaturen eingetragen sind. Die voll ausgezogenen Linien geben den Temperaturverlauf der zugesetzten Kohle und die strichlierten Linien den Temperaturverlauf des entsprechenden Gases wieder. Die markierte Höhe 8' repräsentiert den Kranz der Einblasrohre 8, die bezeichnete Höhe 9' das Niveau der Einblasrohre 9 für feinkörniges oxidisches Einsatzmaterial (Erz), die bezeichnete Höhe 10' die Kohlenstoffteilchenrückführung durch die Brenner 10, die markierte Höhe 24', Festbettobergrenze 24 und die Höhe 11' die Gasableitung 11 bzw. die Chargieröffnung 7 für Kohle.In Fig. 2, the temperature profile over the height of the melter gasifier 1 is illustrated, wherein the ordinate the height ratios and the abscissa are entered the temperatures. The solid lines indicate the temperature profile of the added coal and the dashed lines the temperature profile of the corresponding gas again. The marked height 8 'represents the rim of the injection pipes 8, the designated height 9' the level of the fine-grained oxide feed (ore) injection pipes 9, the designated height 10 'the carbon particle return through the burners 10, the marked height 24', fixed bed upper limit 24 and the height 11 'the gas discharge 11 and the Chargieröffnung 7 for coal.
Claims (9)
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