DE102005047966A1 - Method for treating residual materials such as dust, scale, coarse slurry and fine slurry produced during the production of iron and steel comprises mixing the residual materials with an organic binder, forming blanks and storing the blanks - Google Patents

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Abstract

Method for treating residual materials such as dust, scale, coarse slurry and fine slurry produced during the production of iron and steel comprises mixing the residual materials with an organic binder, forming blanks and storing the blanks to achieve the strength for further treatment.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Konditionieren von Reststoffen, nämlich Stäuben, Zundern, Grob- und Feinschlämmen aus der Roheisen- und Stahlproduktion sowie der Weiterverarbeitung und Veredelung von Eisen und Stahl zu Formlingen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The Invention relates to methods for conditioning residuals, namely Dust, Scale, coarse and fine sludge from the pig iron and steel production as well as the further processing and finishing of iron and steel to formations according to the preamble of claim 1.

Bei der Erzeugung von Roheisen und Stahl sowie der Weiterverarbeitung und Veredelung von Eisen und Stahl fallen beträchtliche Mengen von Stäuben, Zundern sowie Grob- und Feinschlämmen an. Diese Reststoffe enthalten große Mengen an Eisen, und zwar bis zu 70 %. Werden diese Reststoffe deponiert, so werden diese Eisenmengen auf unbestimmte Zeit dem Wirtschaftskreislauf entzogen. Damit schlummert innerhalb der aktuellen Eisen- und Stahlproduktion selbst, aber erst recht in den Stahlwerksdeponieren und -halden ein enormes Rohstoffpotential.at the production of pig iron and steel and further processing and finishing of iron and steel fall considerable amounts of dusts, scales as well as coarse and fine sludges at. These residues contain large amounts of iron, and that up to 70%. If these residues are dumped, they will Iron quantities withdrawn indefinitely from the economic cycle. This slumbers within the current iron and steel production even, but even more so in the steelworks depots and dumps an enormous resource potential.

Unglücklicherweise sind die genannten Reststoffe nicht ohne weiteres in den Produktionsprozess zurückführbar. Stäube lassen sich praktisch nicht in den Hochofen bzw. den Konverter oder die Stahlpfanne einschleusen. Der Einsatz feuchter Schlämme sowie ölhaltiger Zunder verbietet sich wegen der damit verbundenen Explosionsgefahr von selbst.Unfortunately are the mentioned residues not readily in the production process recyclable. Leave dusts practically not in the blast furnace or the converter or the steel pan inject. The use of moist sludge and oily tinder prohibits itself because of the associated risk of explosion.

Selbstverständlich hat es nicht an Versuchen gefehlt, diese Reststoffe derart zu konditionieren, dass ein Einsatz im Hochofen, Konverter oder in der Stahlpfanne möglich wird. Hierzu werden die Reststoffe mit Bindemitteln vermischt und zu Pellets, Granulaten, Briketts oder Steinen geformt. Konventionelle Bindemittel sind gebrannter Kalk oder Zement. Hiervon werden je nach Art der zu bindenden Reststoffe 15 bis 30 Gew.% benötigt.Of course There was no lack of attempts to condition these residues such that an employment in the blast furnace, converter or in the steel pan becomes possible. For this purpose, the residues are mixed with binders and pellets, Granules, briquettes or stones shaped. Conventional binders are burnt lime or cement. Of these, depending on the type of to be bound residues 15 to 30 wt.% Required.

Nachteilig an diesen Verfahren ist zunächst, dass teilweise höchstwertiger und damit teurer Portlandzement verwendet werden muss. Der Hauptnachteil der konventionellen Technik ist jedoch die notwendige Abbindezeit, die bis zu 28 Tage beträgt. Während dieser Zeit müssen die Formlinge gelagert werden. Dies wiederum verlangt nach einer ausgesprochen groß dimensionierten und zum Teil besonders ausgetüftelten Lagerhaltung.adversely At first this procedure is that partly highest value and therefore expensive Portland cement must be used. The main disadvantage However, the conventional technique is the necessary setting time, which is up to 28 days. During this Have time the moldings are stored. This in turn requires one extremely large-sized and in part very sophisticated Warehousing.

Ein weiterer Nachteil ist die Reduzierung des ursprünglichen Eisengehaltes aufgrund der großen Mengen an Bindemitteln. Insgesamt sind die konventionellen Verfahren zur Konditionierung der Reststoffe aus der Roheisen- und Stahlproduktion nicht ausreichend wirtschaftlich.One Another disadvantage is the reduction of the original iron content due of the big quantities on binders. Overall, the conventional methods for Conditioning of residual materials from pig iron and steel production not sufficiently economical.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das eine hohe Wirtschaftlichkeit aufweist.Of the The present invention is based on the object, a method indicate a high level of economic efficiency.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.These Task is solved by a method having the features of claim 1.

Wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Zugabe eines oder mehrerer organischer Cobindemittel zu dem zuvor hergestellten Gemisch aus Reststoffen und anorganischem Bindemittels. Dabei hat sich als sehr vorteilhaft herausgestellt, dass die Zeit zwischen der Zugabe des anorganischen Bindemittels und der Zugabe des organischen Cobindemittels unkritisch ist.essential Feature of the method according to the invention is the addition of one or more organic co-binders too the previously prepared mixture of residues and inorganic binder. It has proved to be very beneficial that time between the addition of the inorganic binder and the addition of the organic cobinder is not critical.

Ein weiterer Vorteil ist, dass die Kombination aus einem oder mehreren anorganischen Bindemitteln mit mindestens einem organischen Cobindemittel stets zu einer ausreichenden Anfangselastizität der hergestellten Formlinge führt. Dadurch können diese unmittelbar nach der Formung mittels Förderbändern oder dergleichen bewegt werden. Selbst Fallhöhen von bis zu 10 m überstehen diese Formlinge schadlos. Auf die gute Anfangselastizität folgt bereits nach wenigen Stunden eine ausgesprochen hohe Frühfestigkeit, so dass die Formlinge bereits etwa einen halben Tag nach ihrer Herstellung dem Verwendungszweck im Hochofen, Konverter oder in der Stahlpfanne zugeführt werden können.One Another advantage is that the combination of one or more inorganic binders with at least one organic cobinder always to a sufficient initial elasticity of the moldings produced leads. This allows them moved immediately after forming by means of conveyor belts or the like become. Even drop heights survive up to 10 m these moldings harmless. Following the good initial elasticity already after a few hours a very high early strength, so that the moldings already about half a day after their preparation the use in blast furnace, converter or steel pan supplied can be.

Dank des erfindungsgemäßen Verfahrens können somit die heute in der Stahlindustrie notwendigen großflächigen Deponie- und Lagerflächen drastisch reduziert werden. Die Wirtschaftlichkeit der Roheisen- und Stahlproduktion wird erhöht, Arbeitsplätze gesichert und wertvolle Rohstoffe bleiben dem Wirtschaftskreislauf erhalten.thanks of the method according to the invention can thus the large-scale landfill and storage areas required today in the steel industry drastically be reduced. The profitability of pig iron and steel production will be raised, jobs secured and valuable resources remain the economic cycle receive.

Die Rohstoffe können in einem Mischer verarbeitet werden. Besser geeignet sind jedoch Kneter.The Raw materials can be processed in a mixer. However, more suitable are Kneader.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden den zu konditionierenden Reststoffen bis zu 20 Gew.% in der Gesamtmasse anorganische Bindemittel und bis zu 15 Gew.% in der Gesamtmasse organische Cobindemittel zugegeben, wobei sich als optimal herausgestellt hat, wenn die Summe dieser Bindemittel und Cobindemittel unter 15 Gew.% in der Gesamtmasse liegt. Je weniger Binde- und Cobindemittel, desto besser.According to one advantageous embodiment of the invention are to be conditioned Residues up to 20% by weight in the total mass of inorganic binders and up to 15% by weight in the total mass of organic cobinders admitted, which turned out to be optimal when the sum this binder and cobinder under 15 wt.% In the total mass lies. The less binder and cobinder, the better.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahren ist, dass die anorganischen Bindemittel sowohl aus primären als auch aus sekundären Stoffkreisläufen stammen können. Das gleiche gilt auch für die organischen Cobindemittel.A further advantage of the method according to the invention is that the inorganic binders can originate from both primary and secondary material cycles. The same is true for the organic cobinders.

Je nach Zusammensetzung der Reststoffe aus der Eisen- und Stahlproduktion sowie der Weiterverarbeitung und Veredelung von Eisen und Stahl kommen die unterschiedlichsten organischen Cobindemittel in Frage. Hierbei spielen neben der Art und den Anteilen der Schlämme, Zunder, Stäube usw. deren Partikelgröße, Wasser- und/oder Ölgehalt ebenso eine Rolle wie der Anteil an Eisen, Mangan, Zink und freiem Kalk in den Reststoffen. Die im Anspruch 1 genannten Biopolymere haben sich über ein breites Spektrum an Formulierungen und Zuständen bewährt. Geeignet sind Glukose, Saccharose und Fruktose, wie sie als Reststoffe bei der Zuckerproduktion anfallen. Dabei wirkt der enthaltene Kohlenstoff als Reduktionsmittel, das enthaltene Calcium als Schlackenbildner.ever after composition of the residues from the iron and steel production as well as the further processing and refinement of iron and steel the most diverse organic cobinders in question. in this connection play next to the type and proportions of sludge, tinder, dust etc. their particle size, water and / or oil content as well as the share of iron, manganese, zinc and free Lime in the residues. The biopolymers mentioned in claim 1 have over a wide range of formulations and conditions proven. Suitable are glucose, Sucrose and fructose, as they accumulate as residues in sugar production. The carbon contained acts as a reducing agent, the contained calcium as slagging agent.

In anderen Fällen sind besonders geeignet Collagene, die als Reststoffe bei der Gelatineproduktion anfallen.In other cases Particularly suitable are collagens, which are used as residues in gelatine production attack.

Auch synthetische Biopolymere haben sich als geeignet erwiesen, hier insbesondere die Polyacrylate.Also Synthetic biopolymers have been found to be useful here in particular the polyacrylates.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Tatsache, dass die Formlinge sich in praktisch allen beliebigen Formen mit den bekannten Verfahren und Vorrichtungen herstellen lassen. Dazu wird jeweils der Feuchtigkeitsgehalt der Formmasse so eingestellt, dass er dem jeweiligen Formgebungsverfahren genügt.One Another advantage of the method according to the invention is the fact that the moldings are in virtually any shape with can make the known methods and devices. To in each case the moisture content of the molding composition is adjusted that it satisfies the respective molding process.

An erster Stelle sind zu nennen die Teller- oder Trommelgranulation, mit deren Hilfe die Formlinge sich mit Durchmessern zwischen 1 und 100 mm herstellen lassen.At the first place is plate or drum granulation, with the help of the moldings with diameters between 1 and 100 mm.

Mit Hilfe der Extrusion oder der Brikettierung lassen sich auch Schülpen, Briketts, Würfel oder Quader herstellen.With The help of extrusion or briquetting can also be used for slugs, briquettes, cube or cuboid.

Claims (13)

Verfahren zum Konditionieren von Reststoffen, nämlich Stäuben, Zundern, Grob- und/oder Feinschlämmen, aus der Roheisen- und Stahlproduktion sowie der Weiterverarbeitung und Veredelung von Eisen und Stahl zu Formlingen, die problemlos handhabbar und dem Hochofen, dem Konverter oder der Stahlpfanne zuführbar sind, umfassend die Schritte: – Vermischen der Reststoffe mit einem anorganischen Bindemittel, – Herstellen der Formlinge, – Lagern der Formlinge bis zum Erreichen einer für die Weiterbehandlung ausreichenden Festigkeit, gekennzeichnet durch die Merkmale: – als anorganische Bindemittel werden zugegeben hydraulisch abbindende Verbindungen von – Aluminium, – Calcium und/oder – Magnesium – in Form von – Oxiden, – Hydroxiden, – Sulfaten, – Sulfiten und/oder – Chloriden, – diese werden intensiv gemischt, – anschließend werden zugemischt organische Cobindemittel in Form von – natürlichen Biopolymeren, insbesondere – Methylcellulose, – Carboxymethylcellulose, – Glucose, – Saccharose, – Fructose und/oder – Kollagen – und/oder synthetischen Biopolymeren, insbesondere – Polyacrylate, – anschließend wird nochmals intensiv gemischt, bevor die Formlinge hergestellt werden.Process for the conditioning of residues, namely dusts, scales, Coarse and / or fine sludges, off of pig iron and steel production and further processing and Finishing of iron and steel into moldings that are easy to handle and the blast furnace, the converter or the steel pan are fed, comprising the steps: - mixing the residues with an inorganic binder, - Produce the moldings, - To store the moldings until reaching a sufficient for further treatment Strength, characterized by the features: - as inorganic Binders are added to hydraulically setting compounds from - aluminum, - Calcium and or - Magnesium - in shape from - Oxides, - hydroxides, - sulphates, - sulphites and or - chlorides, - these are mixed intensively, - subsequently admixed organic cobinders in the form of - natural Biopolymers, in particular - methyl cellulose, Carboxymethyl cellulose, - glucose, - sucrose, - fructose and or - collagen - and or synthetic biopolymers, in particular Polyacrylates, - then becomes mixed thoroughly again before the moldings are produced. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Merkmal: – es werden bis zu 20 Gew.% in der Gesamtmasse anorganische Bindemittel zugegeben.Method according to claim 1, characterized by Feature: - it be up to 20 wt.% In the total mass of inorganic binder added. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch das Merkmal: – es werden bis zu 15 Gew.% in der Gesamtmasse Cobindemittel zugegeben.A method according to claim 1 or 2, characterized by the feature: - it Up to 15% by weight of cobinders are added in the total mass. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, gekennzeichnet durch das Merkmal: – die Summe der Bindemittel und Cobindemittel liegt unter 15 Gew.% in der Gesamtmasse.A method according to claim 2 and 3, characterized by the feature: - the Sum of the binder and cobinder is less than 15 wt.% In the total mass. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch das Merkmal: – die Formmasse wird geknetet.Method according to one of claims 1 to 4, characterized by the feature: - the Molding compound is kneaded. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch das Merkmal: – die Formlinge werden mittels Tellergranulation hergestellt.Method according to one of claims 1 to 5, characterized by the feature: - the Moldings are produced by means of plate granulation. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch das Merkmal: – die Formlinge werden mittels Trommelgranulation hergestellt.Method according to one of claims 1 to 5, characterized by the feature: - the Moldings are produced by means of drum granulation. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch das Merkmal: – die Formlinge werden mit Durchmessern zwischen 1 und 100 mm hergestellt.Method according to one of claims 1 to 5, characterized by the feature: - the Moldings are produced with diameters between 1 and 100 mm. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch das Merkmal: – die Formlinge werden mittels Extrusion hergestellt.Method according to one of claims 1 to 5, characterized by the feature: - the Moldings are produced by extrusion. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch das Merkmal: – die Formlinge werden mittels Brikettierung hergestellt.Method according to one of claims 1 to 5, characterized by the feature: - the Moldings are made by briquetting. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch das Merkmal: – Bindemittel und Cobindemittel werden gleichzeitig zugemischt.Method according to one of claims 1 to 10, characterized by the feature: - Binders and cobinders are added simultaneously. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch das Merkmal: – Bindemittel und Cobindemittel werden getrennt zugemischt.Method according to one of claims 1 to 10, characterized by the feature: - Binders and cobinders are added separately. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch das Merkmal: – der Feuchtigkeitsgehalt der Formmasse wird so eingestellt, dass er dem jeweiligen Formgebungsverfahren genügt.Method according to one of claims 1 to 12, characterized by the feature: - of the Moisture content of the molding compound is adjusted so that it respective molding process is sufficient.
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