DE102007058125A1

DE102007058125A1 - Metallrückstände und Kohlenstoffträger enthaltender Formkörper

Info

Publication number: DE102007058125A1
Application number: DE200710058125
Authority: DE
Inventors: Melanie Murmann; Jörg Lind; Timo Wysocki; Herbert Dr.-Ing. Löblich
Original assignee: Chemische Fabrik Budenhiem KG
Current assignee: Chemische Fabrik Budenhiem KG
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2009-07-02
Anticipated expiration: 2027-12-01
Also published as: EP2222614A1; DE102007058125B4; WO2009068452A1

Abstract

Fester Formkörper, der metallhaltige Rückstände aus der Metallverarbeitung oder Metallherstellung und einen festen Kohlenstoffträger in eine feste Matrix eingebunden enthält, wobei die feste Matrix durch Umsetzung eines Aluminiumphosphat enthaltenden Bindemittels und eines Erdalkalioxid enthaltenden Härters hergestellt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen festen Formkörper, der metallhaltige Rückstände aus der Metallverarbeitung oder Metallherstellung und einen festen Kohlenstoffträger in eine feste Matrix eingebunden enthält.
In der Metallverarbeitung und Metallherstellung, aber auch bei anderen industriellen Prozessen, fallen metallhaltige Rückstände als Stäube, Pulver, Granulate, Späne oder auch als Schlämme an. In der Eisenhüttenindustrie haben diese Rückstände oft sehr hohe Gehalte an Eisen und/oder Eisenverbindungen. Nicht zuletzt wegen steigender Rohstoffpreise aufgrund abnehmender Ressourcen, immer schwieriger werdender Erschließbarkeit der Ressourcen und zunehmender Nachfrage besteht ein großes Interesse daran, metallhaltige Rückstände aus der Metallverarbeitung oder Metallherstellung in den Herstellungs- bzw. Erschmelzungsprozess zurückzuführen und daraus wiederverarbeitbares Metall zu gewinnen.
Die Verwendung von festen Formkörpern zur Rückführung metallhaltiger Rückstände in den Verhüttungs- oder Erschmelzungsprozess ist an sich bekannt. Es ist auch bekannt, die metall haltigen Rückstände im Gemisch mit einem festen Kohlenstoffträger in einem Bindemittel zu agglomerieren, beispielsweise in der Form von Briketts. Der Kohlenstoffträger, wie beispielsweise Koksgrus, Petrolkoks oder Anthrazit, dient als Reduktionsmittel für eine weitgehend direkte Reduktion von Metalloxiden und anderen Metallverbindungen.
Die DE 199 32 334 C1 offenbart beispielsweise in der Form von Pflastersteinen hergestellte Agglomerate aus Eisen- und/oder Eisenoxid enthaltenden, staub- oder schlammförmigen Reststoffen und feinkörnigem Kohlenstoffträger sowie Zuschlagsstoffen und Bindemittel. Als Bindemittel werden Melasse, Zement oder Kalk genannt.
Zement hat sich als Bindemittel für derartige Agglomerate insbesondere in Hochtemperaturanwendungen durchgesetzt. Allerdings ist der Bindemittelanteil in solchen zementhaltigen Agglomeraten sehr hoch. Für die Verschlackung der Bindemittel wird Energie verbraucht, die dem Schmelz- oder Reduktionsprozess entzogen wird. Aus diesem Grund ist ein möglichst geringer Bindemittelanteil erwünscht. Zement hat als Bindemittel den weiteren Nachteil, dass die Abbindezeit relativ lang ist.
Organische Bindemittel, wie Melasse, Bitumen oder Stärke, besitzen ohne Kalzination insbesondere bei hohen Temperaturen eine geringe Festigkeit und Haltbarkeit. Einem vorzeitigen unerwünschten Zerfall der Agglomerate organischer Bindemittel kann nur durch eine energieintensive Sinterung entgegengewirkt werden, was die Wirtschaftlichkeit des Endprodukts beeinträchtigt und dessen Herstellungskosten erhöht.
Die DE 197 12 042 C1 offenbart Agglomerate zur Verwendung als Hochofeneinsatzstoffe, bei denen ein Anteil von mehr als 90 Gew.-% eines pulvrigen bis grobkörnigen metall- oder metalloxidhaltigen Feingutes in eine glasig erstarrte Silikatschmelze eingebettet ist. Die Erschmelzung der Silikatmatrix erfordert hohe Temperaturen oberhalb von etwa 700°C und ist somit sehr energieintensiv.
Die DE 197 08 376 C1 offenbart die Verwendung eines Briketts aus Abfallmaterialien als Zuschlagsstoff für Schmelzöfen einer Eisengießerei. Als Bindemittel werden Magnesiumoxid- und/oder Kalksteinfilterstaub eingesetzt.
Die aus dem Stand der Technik bekannten und metallhaltige Rückstände enthaltenden Agglomerate bzw. festen Formkörper weisen oft nur eine geringe Haltbarkeit und Festigkeit auf und zerfallen häufig zu schnell. Des weiteren ist bei einigen bekannten Bindemitteln für die Herstel lung derartiger Agglomerate die Aushärtung äußerst langsam oder sehr schnell, was beides mit Nachteilen bei der Herstellung verbunden sein kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand daher darin, metallhaltige Rückstände aus der Metallverarbeitung oder Metallherstellung zusammen mit einem festen Kohlenstoffträger in eine feste Matrix zu einem festen Formkörper einzubinden, der eine gute Haltbarkeit und Festigkeit besitzt und die Nachteile des Standes der Technik bei der Herstellung überwindet.
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen festen Formkörper der eingangs genannten Art, bei dem die feste Matrix durch Umsetzung eines Aluminiumphosphat enthaltenden Bindemittels und eines Erdalkalioxid enthaltenden Härters hergestellt ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Aluminiumphosphat in dem Bindemittel saures Monoaluminiumphosphat [Al(H₂PO₄)₃] (MALP). Bei der Umsetzung des sauren Monoaluminiumphosphats mit dem in der Regel basischen Erdalkalioxid findet eine exotherme Säure/Base-Reaktion (Neutralisation) statt. Das Aluminiumphosphat geht eine Kondensationsreaktion zu Polyphosphat ein, wodurch die Härtung des Bindemittels bewirkt wird.
Generell umfassen "metallhaltige Rückstände aus der Metallverarbeitung oder Metallherstellung" im Sinne dieser Erfindung nicht nur Reinmetalle als solche, sondern auch Metalle enthaltende Verbindungen, wie z. B. die oxidischen Verbindungen der Metalle.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfassen die metallhaltigen Rückstände aus der Metallverarbeitung Eisen und Eisenverbindungen enthaltende Stäube, Pulver, Granulate, Späne oder sonstige Teilchen. Ein Vorteil der Einbindung solcher metallhaltiger Rückstände in feste Formkörper ist ihre Kompaktheit. Die Formkörper können gegenüber losem Schüttgut besser gelagert und transportiert werden.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn die metallhaltigen Rückstände und damit der gesamte feste Formkörper magnetisierbar ist, beispielsweise wenn die Rückstände Eisen enthalten. Ein besonderer Vorteil von magnetisierbaren festen Formkörpern ist ihre Transportierbarkeit mit einem Magnetkran, wie er in Hochöfen und Gießereien üblicherweise zur Verfügung steht. Die festen Formkörper können mit dem Magnetkran direkt in den Schmelzofen befördert werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der feste Kohlenstoffträger in dem Formkörper unter Koksgrus, Petrolkoks, Ruß, Steinkohle und/oder Anthrazit ausgewählt. Besonders bevorzugt ist der feste Kohlenstoffträger Koksgrus.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das Bindemittel mehr als 90 Gew.-% saures Monoaluminiumphosphat, bezogen auf das Gesamtgewicht der Trockensubstanz des Bindemittels. Das Bindemittel kann sowohl als Trockensubstanz als auch in der Form einer wässrigen Lösung bereitgestellt und eingesetzt werden. Besonders bevorzugt ist die Bereitstellung des Bindemittels in der Form einer wässrigen Lösung mit 25 bis 60 Gew.-% Monoaluminiumphosphat. Da für die Verarbeitung und Umsetzung des Bindemittels mit dem Härter Wasser erforderlich ist, hat die Bereitstellung des Aluminiumphosphats in Form einer wässrigen Lösung den Vorteil, dass das Aluminiumphosphat gleichmäßig mit den übrigen Bestandteilen in Berührung kommt und gleichzeitig das erforderliche Wasser bereitgestellt wird.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das Erdalkalioxid in dem Härter Magnesiumoxid [MgO]. Besonders vorteilhaft enthält der Härter 15 bis 75 Gew.-% Magnesiumoxid. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das in dem Härter enthaltene Magnesiumoxid Seewassermagnesit und/oder Sintermagnesit, wobei Sintermagnesit besonders bevorzugt ist.
Es hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn der Härter neben dem Erdalkalioxid, welches vorteilhaft Magnesiumoxid ist oder zumindest enthält, weiterhin wenigstens ein tonmineralhaltiges Aluminiumsilikat enthält. Vorzugsweise ist dieses tonmineralhaltige Aluminiumsilikat aus den Gruppen der Zweischicht- und/oder Dreischicht-Tonminerale ausgewählt.
Die Verwendung der Tonminerale in dem Härter erhöht mit Vorteil die Festigkeit der erfindungsgemäßen Formkörper. Darüber hinaus tragen die tonmineralhaltigen Aluminiumsilikate in dem Härter zur Kontrollierbarkeit der Härtungsreaktion bei. Wie oben bereits ausgeführt wurde, findet zwischen dem sauren Aluminiumphosphat in dem Bindemittel und dem basischen Erdalkalioxid in dem Härter eine Säure/Base-Reaktion statt. Bei Verwendung von Magnesiumoxid in dem Härter ist diese Neutralisationsreaktion sehr stark exotherm. Die tonmineralhaltigen Aluminiumsilikate in dem Härter bewirken, dass diese stark exotherme Neutralisationsreaktion nicht zu heftig abläuft und kontrollierbar bleibt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Härter eine Vormischung aus dem Erdalkalioxid und dem Tonmineral enthält. Es wird angenommen, dass in der Vormischung die Erdalkalioxidteilchen von dem Tonmineral bedeckt oder überzogen werden, so dass sie langsamer als in der Reinform mit dem sauren Aluminiumphosphat in Berührung kom men und die Reaktion daher langsamer und kontrollierbarer verläuft. Ein weiterer von den Erfindern festgestellter und überraschender Vorteil der Verwendung von tonmineralhaltigen Aluminiumsilikaten in dem Härter war, daß durch deren Verwendung die Masse zur Herstellung der erfindungsgemmäßen Formkörper eine Plastizität und Klebrigkeit erhält, welche die Kompaktierung der Formkörper sehr vorteilhaft unterstützt und eine gute Haftung der Teilchen untereinander bewirkt. Hierdurch wird die Festigkeit der ausgehärteten Formkörper verbessert.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das in dem Härter enthaltene tonmineralhaltige Aluminiumsilikat unter dem Zweischicht-Tonmineralen Halloysit und Kaolinit ausgewählt. Besonders bevorzugt ist Kaolinit. Die Verwendung von Kaolinit hat den Vorteil, daß er unter den Tonmineralen einen sehr niedrigen, möglicherweise sogar den niedrigsten Gehalt an Verunreinigungen mit sich bringt und daher ein möglicherweise störender Einfluß fremder Kationen sehr gering gehalten wird. Kaolinit ist Hauptbestandteil der meisten feuerfesten Tone und kommerziell in großen Mengen und verhältnismäßig kostengünstig verfügbar.
Dreischichtminerale geben der Masse zur Herstellung der erfindungsgemäßen Formkörper eine deutlich höhere Plastizität und können ihr daher eine zu hohe Klebrigkeit verleihen und die Verarbeitungseigenschaften im Vergleich zu stärker kaolinithaltigen Tonmineralen verschlechtern. Daher werden bevorzugt keine Dreischichtminerale eingesetzt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung beträgt der Gesamtgehalt an metallhaltigen Rückständen aus der Metallverarbeitung oder Metallherstellung und festem Kohlenstoffträger in dem festen Formkörper 65 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise 75 bis 85 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des festen Formkörpers. Bei einem zu hohen Gesamtgehalt an metallhaltigen Rückständen und festem Kohlenstoffträger ist der Anteil an Matrixmaterial, in dem die Rückstände und der Kohlenstoffträger eingebunden sind, zu gering, was nachteilige Auswirkungen auf die Festigkeit des Formkörpers hat. Ein zu geringer Gesamtgehalt an metallhaltigen Rückständen und festem Kohlenstoffträger ist unwirtschaftlich und hätte einen zu hohen Anteil an Bindemittel und sonstigen Stoffen zur Folge, die an sich in der Weiterverarbeitung und Nutzung der festen Formkörper unerwünscht sind.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Formkörpers beträgt der Gesamtgehalt an metallhaltigen Rückständen aus der Metallverarbeitung oder Metallherstellung 30 bis 76 Gew.-%, vorzugsweise 50 bis 68 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des festen Formkörpers. Die erreichbare Festigkeit der Agglomerate hängt außer vom Bindemittelgehalt auch von der Menge und physikalischen Beschaffenheit der eingesetzten metallhaltigen Rückstände ab.
Innerhalb der vorgenannten Mengenbereiche wurden sehr gute Festigkeitseigenschaften erzielt.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen festen Formkörpers beträgt der Gesamtgehalt an festem Kohlenstoffträger 13 bis 19 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 17 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des festen Formkörpers.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Formkörpers beträgt das Gewichtsverhältnis von metallhaltigen Rückständen aus der Metallverarbeitung oder Metallherstellung zu festem Kohlenstoffträger 1:1 bis 6:1, vorzugsweise 3:1 bis 5:1, besonders bevorzugt etwa 4:1.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen festen Formkörpers beträgt der Gesamtgehalt an Aluminiumphosphat in dem Binder 1,5 bis 10,5 Gew.-%, vorzugsweise 2,5 bis 7,5 Gew.-%, besonders bevorzugt 3,0 bis 6,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des festen Formkörpers. Ein zu hoher Gehalt an Aluminiumphosphat bewirkt eine zu hohe Feuchte in der Masse bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Formkörper und damit eine schlechtere Verpreßbarkeit. Bei einem zu niedrigen Gehalt an Aluminiumphosphat wird die Masse zu trocken und läßt sich ebenfalls nicht mehr gut verarbeiten. In beiden Fällen verschlechtert sich die Festigkeit des fertigen Formkörpers.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen festen Formkörpers beträgt das Molverhältnis von Aluminium zu Phosphor in dem im Binder enthaltenen Aluminiumphosphat 1:2,5 bis 1:3,5, vorzugsweise 1:2,9 bis 1:3,1.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen festen Formkörpers beträgt der Gesamtgehalt an Erdalkalioxid und tonmineralhaltigem Aluminiumsilikat in dem Härter 5 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 8 bis 17 Gew.-%, besonders bevorzugt 10 bis 14 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des festen Formkörpers. Ein zu niedriger oder zu hoher Gesamtgehalt an Erdalkalioxid und tonmineralhaltigem Aluminiumsilikat in dem Härter bewirkt, daß die Aushärtung der Masse für Herstellung der erfindungsgemäßen Formkörper zu langsam oder gar nicht oder zu schnell abläuft. Damit ist eine Bindung der Ausgangsstoffe nicht oder nur sehr schlecht möglich.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen festen Formkörpers beträgt das Gewichtsverhältnis von Erdalkalioxid zu tonmineralhaltigem Aluminiumsilikat in dem Härter 1:1 bis 4:1, vorzugsweise 2,0:1 bis 2,5:1. Ein zu niedriges oder zu hohes Gewichtsverhältnis von Erdalkalioxid zu tonmineralhaltigem Aluminiumsilikat in dem Härter bewirkt, daß die Aushärtung der Masse für Herstellung der erfindungsgemäßen Formkörper zu langsam oder gar nicht oder zu schnell abläuft.
Die erfindungsgemäßen festen Formkörper können in jeder geeigneten Form hergestellt werden. Besonders vorteilhaft werden sie in der Form von Briketts oder Ziegelsteinen hergestellt. Diese lassen sich sehr gut transportieren und platzsparend lagern.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen festen Formkörpers. In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die metallhaltigen Rückstände aus der Metallverarbeitung oder Metallherstellung, der feste Kohlenstoffträger und der Erdalkalioxid enthaltende Härter als Trockenstoffe gemischt und anschließend mit einer wässrigen Lösung des Aluminiumphosphat enthaltenden Bindemittels zu einem Brei oder vorzugsweise zu einer erdfeuchten Masse gemischt und zu Formkörpern geformt und/oder gepresst. In einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens werden die metallhaltigen Rückstände aus der Metallverarbeitung oder der Metallherstellung, der festen Kohlenstoffträger, der Erdalkalioxid enthaltende Härter und das Aluminiumphosphat enthaltende Bindemittel als Trockenstoffe gemischt und anschließend mit Wasser oder einer wässrigen Lösung zu einem Brei oder vorzugsweise zu einer erdfeuchten Masse gemischt und zu Formkörpern geformt und/oder gepresst.
Beide vorgenannten Verfahren sind erfindungsgemäß geeignet, wobei die Zugabe des in dem Bindemittel enthaltenden Aluminiumphosphats als wässrige Lösung den Vorteil hat, dass das Aluminiumphosphat zusammen mit dem für die Verarbeitung und Reaktion erforderlichen Wasser sehr gleichmäßig mit den übrigen Feststoffen vermischt und in Kontakt gebracht wird. Zudem erfolgt des Inkontaktbringen des Aluminiumphosphats mit den übrigen Feststoffen erst dann, wenn auch das Wasser mit diesen Feststoffen in Berührung kommt. Eine vorzeitige Reaktion von Aluminiumphosphat mit basischem Erdalkalioxid kann somit nicht stattfinden.
Zweckmäßigerweise beträgt der Wassergehalt des Breis oder der erdfeuchten Masse 2 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 2,5 bis 7 Gew.-%, besonders bevorzugt 3 bis 5 Gew.-%. Ist der Wassergehalt zu hoch, so ist die Masse zu feucht und die Abbindezeit wird zu lang.
Weitere Vorteile, Merkmale und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand von nicht beschränkenden Ausführungsbeispielen erläutert.
Beispiel 1
Eisenoxid-Granulat mit einer mittleren Korngröße von 0,49 mm und Koksgrus werden im Verhältnis von 4:1 (w/w) trocken vorgemischt. Anschließend wird ein Härter aus 30 Gew.-% Magnesiumoxid (Sintermagnesit) und 70 Gew.-% tonmineralhaltigen Aluminiumsilikat untergemischt. Das trockene Gemisch aus Eisenoxid-Granulat, Koksgrus und Härter wird mit einer 50%igen wäßrigen Lösung von saurem Monoaluminiumphosphat (MALP) zu einer erdfeuchten Masse gleichmäßig vermischt und zu zylindrischen Formkörpern mit einer Höhe von 50 mm und einem Durchmesser von 50 mm geformt. Die eingesetzten Mengen an Bindemittel und Härter wurden im Verhältnis zu dem Gemisch aus Eisenoxid-Granulat und Koksgrus variiert und sind in der nachfolgenden Tabelle 1 wiedergegeben. Tabelle 1

Versuch Nr. Eisenoxid-Granulat/Koksgrus [Gew.-Teile] Härter (MgO/Ton) [Gew.-Teile] Binder (50%ige MALP-Lösung) [Gew.-Teile ]

1 100 15 15

2 100 10 10

3 100 10 8

4 100 12 8
Ergebnisse:

Versuch 1: Die Masse war zu feucht, schon plastisch, und daher nicht sehr gut zu verarbeiten. Die Aushärtezeit betrug 10 min und war damit verhältnismäßig lang.
Versuch 2: Die Masse war trotz des 1/3 geringeren Wassergehalts immer noch zu feucht, aber nicht mehr plastisch. Die Aushärtezeit betrug wie in Versuch 1 ebenfalls 10 min.
Versuch 3: Die Masse war krümelig und gut durchfeuchtet und ließ sich sehr gut verarbeiten. Die Aushärtezeit betrug nur 5 min, wobei der Probekörper nach der Aushärtung noch leicht feucht war.
Versuch 4: Die Masse war wie in Versuch 3 krümelig und gut durchfeuchtet und ließ sich sehr gut verarbeiten. Die Aushärtezeit betrug ebenfalls nur 5 min, wobei der Probekörper nach der Aushärtung aber bereits trocken war.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19932334 C1 [0004]
- DE 19712042 C1 [0007]
- DE 19708376 C1 [0008]

Claims

Fester Formkörper, der metallhaltige Rückstände aus der Metallverarbeitung oder Metallherstellung und einen festen Kohlenstoffträger in eine feste Matrix eingebunden enthält, wobei die feste Matrix durch Umsetzung eines Aluminiumphosphat enthaltenden Bindemittels und eines Erdalkalioxid enthaltenden Härters hergestellt ist.
Fester Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die metallhaltigen Rückstände aus der Metallverarbeitung Eisen und/oder Eisenverbindungen enthaltende Stäube, Pulver, Granulate, Späne oder Teilchen umfassen.
Fester Formkörper nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Kohlenstoffträger Koksgrus, Petrolkoks, Ruß, Steinkohle und/oder Anthrazit umfaßt.
Fester Formkörper nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminiumphosphat in dem Bindemittel saures Monoaluminiumphosphat [Al(H₂PO₄)₃] ist.
Fester Formkörper nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel mehr als 90 Gew.-% saures Monoaluminiumphosphat [Al(H₂PO₄)₃] bezogen auf die Trockensubstanz enthält.
Fester Formkörper nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Erdalkalioxid in dem Härter Magnesiumoxid [MgO] umfaßt.
Fester Formkörper nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Härter 15 bis 75 Gew.-% Magnesiumoxid [MgO] enthält.
Fester Formkörper nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Härter enthaltene Magnesiumoxid Seewassermagnesit und/oder Sintermagnesit umfaßt.
Fester Formkörper nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Härter weiterhin wenigstens ein tonmineralhaltiges Aluminiumsilikat, vorzugsweise ausgewählt aus den Gruppen der Zweischicht- und/oder Dreischicht-Tonminerale, enthält.
Fester Formkörper nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Härter enthaltene tonmineralhaltiges Aluminiumsilikat unter den Zweischicht-Tonmineralen Halloysit und Kaolinit ausgewählt ist und vorzugsweise Kaolinit umfaßt.
Fester Formkörper nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er in der Form von Briketts hergestellt ist.
Fester Formkörper nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtgehalt an metallhaltigen Rückständen aus der Metallverarbeitung oder Metallherstellung und festem Kohlenstoffträger 65 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise 75 bis 85 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des festen Formkörpers beträgt.
Fester Formkörper nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtgehalt an metallhaltigen Rückständen aus der Metallverarbeitung oder Metallherstellung 30 bis 76 Gew.-%, vorzugsweise 50 bis 68 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des festen Formkörpers beträgt.
Fester Formkörper nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtgehalt an festem Kohlenstoffträger 13 bis 19 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 17 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des festen Formkörpers beträgt.
Fester Formkörper nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von metallhaltigen Rückständen aus der Metallverarbeitung oder Metallherstellung zu festem Kohlenstoffträger 1:1 bis 6:1, vorzugsweise 3:1 bis 5:1, besonders bevorzugt etwa 4:1 beträgt.
Fester Formkörper nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtgehalt an Aluminiumphosphat in dem Binder, ausgedrückt in Gew.-% Al₂O₃ 1,5 bis 10,5 Gew.-%, vorzugsweise 2,5 bis 7,5 Gew.-%, besonders bevorzugt 3,0 bis 6,5 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des festen Formkörpers beträgt.
Fester Formkörper nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis von Aluminium zu Phosphor in dem im Binder enthaltenen Aluminiumphosphat 1:2,5 bis 1:3,5, vorzugsweise 1:2,9 bis 1:3,1 beträgt.
Fester Formkörper nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtgehalt an Erdalkalioxid und tonmineralhaltigem Aluminiumsilikat in dem Härter 5 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 8 bis 17 Gew.-%, besonders bevorzugt 10 bis 14 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des festen Formkörpers beträgt.
Fester Formkörper nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von Erdalkalioxid zu tonmineralhaltigem Aluminiumsilikat in dem Härter 1:1 bis 4:1, vorzugsweise 2,0:1 bis 2,5:1 beträgt.
Verfahren zur Herstellung eines festen Formkörpers nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem man metallhaltige Rückstände aus der Metallverarbeitung oder Metallherstellung, festen Kohlenstoffträger und Erdalkalioxid enthaltenden Härter als Trockenstoffe mischt und diese anschließend mit einer wäßrigen Lösung des Aluminiumphosphat enthaltenden Bindemittels zu einem Brei oder einer erdfeuchten Masse mischt und zu Formkörpern formt und/oder preßt.
Verfahren zur Herstellung eines festen Formkörpers nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem man metallhaltige Rückstände aus der Metallverarbeitung oder Metallherstellung, festen Kohlenstoffträger, Erdalkalioxid enthaltenden Härter und Aluminiumphosphat enthaltendes Bindemittel als Trockenstoffe mischt und diese anschließend mit Wasser oder einer wäßrigen Lösung zu einem Brei oder einer erdfeuchten Masse mischt und zu Formkörpern formt und/oder preßt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Wassergehalt des Breis oder der erdfeuchten Masse 2 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 2,5 bis 7 Gew.-%, besonders bevorzugt 3 bis 5 Gew.-% beträgt.
Verwendung eines Aluminiumphosphat, vorzugsweise saures Monoaluminiumphosphat [Al(H₂PO₄)₃] enthaltenden Bindemittels und eines Erdalkalioxid, vorzugsweise Magnesiumoxid [MgO] enthaltenden Härters zur Herstellung eines festen Formkörpers nach einem der vorangegangenen Ansprüche.
Verwendung von festen Formkörpern nach einem der vorangegangenen Ansprüche als Einsatzstoffe bei der Herstellung von Metallschmelzen, insbesondere Gußeisen, Roheisen oder Stahl, in Schmelzaggregaten oder Produktionsanlagen.