DE102012005454B4 - Method and device for producing hardened granules from iron-containing particles - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Herstellung von gehärteten Granalien aus eisenhaltigen Partikeln, wobei die eisenhaltigen Partikel mit wenigstens einem Binder und Wasser zu einem Mischgut vermischt werden, das Mischgut zu Granalien geformt wird und die Granalien zur Härtung in einen Wirbelschichtreaktor eingebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass Granalien noch feucht an der heißesten Stelle der Wirbelschicht in den Wirbelschichtreaktor eingebracht werden, dass die Temperatur in dem Wirbelschichtreaktor zwischen 850 und 1.050 °C liegt, dass die Härtung in dem Wirbelschichtreaktor in oxidierender Atmosphäre stattfindet und dass die gehärteten Granalien direkt einer nachgeschalten Reduktionstufe zugeführt werden.A process for producing hardened granules from iron-containing particles, the iron-containing particles being mixed with at least one binder and water to form a mixture, the mixture being shaped into granules and the granules being introduced into a fluidized bed reactor for hardening, characterized in that the granules are still moist be introduced into the fluidized bed reactor at the hottest point of the fluidized bed reactor, that the temperature in the fluidized bed reactor is between 850 and 1,050 ° C., that the hardening takes place in the fluidized bed reactor in an oxidizing atmosphere and that the hardened granules are fed directly to a downstream reduction stage.
Description
Die Erfindung betrifft die Herstellung von gehärteten Granalien aus eisenhaltigen Stäuben, wobei die eisenhaltigen Stäube mit wenigstens einem Binder und Wasser zu einem Mischgut vermischt werden, das Mischgut zu Granalien verformt wird, die Granalien zur Härtung in einen Wirbelschichtreaktor eingebracht und die gehärteten Granalien einer Reduktion unterworfen werden.The invention relates to the production of hardened granules from iron-containing dusts, the iron-containing dusts being mixed with at least one binder and water to form a mixture, the mixture being shaped into granules, the granules being introduced into a fluidized bed reactor for hardening, and the hardened granules being subjected to a reduction become.
Bei einigen Reduktionsverfahren zur Gewinnung von metallisiertem Eisen wird das eisenhaltige Material in Form von feinkörnigen Partikeln eingebracht. Ein Beispiel für ein solches Verfahren ist das sog. SL/RN-Verfahren, eine Kombination aus dem Stelco-Lurgi Verfahren und dem Republic Steel-National Lead Verfahren (RN). Bei dem Stelco-Lurgi Verfahren handelt es sich um ein Direktreduktionsverfahren, welches ursprünglich auf die Herstellung von Eisenschwamm für Stahlöfen und die Verwendung eisenreicher Erze ausgerichtet war. Auch das Republic Steel National-Lead Verfahren ist ein Direktreduktionsverfahren, bei dem Eisenerze nach der Reduktion in ihre Komponenten metallisches Eisen und Gangart zerlegt werden. Unter Gangart versteht man in diesem Zusammenhang die nichteisenhaltigen Gesteine, die sich in Eisenerzen finden. Durch eine Verbindung der beiden Verfahren wurde 1964 das SL/RN-Verfahren entwickelt, bei dem Eisenoxide im Drehrohrofen mit festen Reduktionsstoffen reduziert werden. In den Ofen werden Erze oder sog. Grünpellets zusammen mit Kohle, besonders Braunkohle, im Überschuss als Reduktionsmittel und Dolomit zur Entschwefelung eingebracht. Der Ofenaustrag wird in einem Rohrkühler indirekt gekühlt und danach durch Sieben, Magnetscheidung und Berge-Kohletrennung in Eisenschwamm, Überschuss, Kohle und Asche getrennt.In some reduction processes for the production of metallized iron, the iron-containing material is introduced in the form of fine-grained particles. An example of such a procedure is the so-called SL / RN procedure, a combination of the Stelco-Lurgi procedure and the Republic Steel-National Lead procedure (RN). The Stelco-Lurgi process is a direct reduction process, which was originally designed for the production of sponge iron for steel furnaces and the use of iron-rich ores. The Republic Steel National Lead process is also a direct reduction process in which iron ores are broken down into their metallic iron components and gangue after reduction. In this context, gait is understood to mean the non-ferrous rocks that are found in iron ores. By combining the two processes, the SL / RN process was developed in 1964, in which iron oxides are reduced in the rotary kiln with solid reducing agents. Ores or so-called green pellets together with coal, especially brown coal, are introduced in excess as a reducing agent and dolomite for desulfurization. The furnace discharge is indirectly cooled in a tube cooler and then separated into sponge iron, excess, coal and ash by sieving, magnetic separation and Berge-coal separation.
Beim SL/RN-Verfahren werden üblicherweise Stückerze mit einer Korngröße 5-18 mm oder Pellets mit 9-16 mm eingesetzt. Ebenfalls Verwendung finden Eisensande oder Ilmenite einer Korngröße vorzugsweise größer 106 µm. Partikel mit einem Durchmesser < 63 µm sind für den Einsatz in einem SL/RN-Verfahren nicht geeignet, da sie zum Kleben und somit zur Ansatzbildung im Drehrohrofen führen, was zu Betriebsunterbrechungen führen kann.The SL / RN process usually uses lump ores with a grain size of 5-18 mm or pellets with 9-16 mm. Iron sands or ilmenites with a grain size preferably greater than 106 μm are also used. Particles with a diameter of <63 µm are not suitable for use in an SL / RN process because they lead to sticking and thus to build-up in the rotary kiln, which can lead to operational interruptions.
Um dennoch kleinere Partikel diesem Verfahren zugänglich zu machen, gibt es eine Reihe von Verfahren zur Bildung von Granalien mit dem gewünschten Durchmesser. Hierbei ist es möglich, durch die Verarbeitung und Zusatzstoffe, wie etwa Bindern, die Granalien so auszugestalten, dass die Staubentwicklung während ihrer Herstellung gering (< 10 Gew.-%) bleibt.In order to make smaller particles accessible to this process, there are a number of processes for forming granules with the desired diameter. It is possible to use the processing and additives, such as binders, to design the granules in such a way that the dust development remains low (<10% by weight) during their manufacture.
Aus der
Die
Aus der
Die
Aus der
Auch die
Die
Die
Bei dem aus der
Durch die Verarbeitung in einem Drehrohrofen, zusammen mit dem festen Reduktionsmittel und vergleichsweise langen Verweilzeiten kommt es jedoch in der Weiterverarbeitung, insbesondere im SL/RN-Verfahren, bei all diesen Verfahren bei Verwendung von Grünpellets zu einer erhöhten Bildung von feinem Abrieb. Ein hoher Abrieb erfordert einen hohen Aufarbeitungsaufwand, um diese Stäube so zurückgewinnen zu können, dass aus ihnen werthaltiges Produkt erzeugt werden kann. Anderenfalls geht das in den Stäuben enthaltene Material verloren.Due to the processing in a rotary kiln, together with the solid reducing agent and the comparatively long dwell times, further processing, especially in the SL / RN process, results in increased formation of fine abrasion in all these processes when using green pellets. A high level of abrasion requires a high level of processing in order to be able to recover these dusts in such a way that valuable product can be produced from them. Otherwise the material contained in the dusts will be lost.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, um Granalien zur weiteren Verarbeitung zu erzeugen, die eine solche Härte aufweisen, dass es auch in nachgeschalteten Verarbeitungsschritten nicht zu einem deutlichen Abrieb kommt.It is therefore an object of the present invention to provide a method and a device for producing granules for further processing which have such a hardness that there is no significant abrasion even in subsequent processing steps.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved with the features of claim 1.
Das feinstkörnige Fe-Konzentrat wird mit einem Mischaggregat zugeführt und dort mit wenigstens einem Binder und Wasser vermischt. Außerdem können in diesem Mischaggregat auch noch weitere Zuschlagstoffe zugegeben werden. Da so entstehende Mischgut wird dann in einem Mikrogranulator zu Granalien geformt. Anschließend werden die Granalien in eine vorzugsweise zirkulierende Wirbelschicht eingebracht, wobei die Einbringung an der heißesten Stelle der Wirbelschicht erfolgt. Diese plötzliche Temperaturänderung führt zu einem raschen Sintern der kleinen Granalien und damit zu einer ausweichenden Festigkeit des Korns für die darauffolgende Reduktion in einem Drehrohrofen. In einer zirkulierenden Wirbelschicht ist der Wärmeaustausch aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeiten besonders gut, so dass der Sinterprozess weiter beschleunigt wird.The finest grain Fe concentrate is fed in with a mixing unit and mixed there with at least one binder and water. In addition, additional additives can also be added in this mixing unit. The resulting mix is then shaped into granules in a microgranulator. The granules are then introduced into a preferably circulating fluidized bed, the introduction being carried out at the hottest point of the fluidized bed. This sudden change in temperature leads to a rapid sintering of the small granules and thus to an evasive strength of the grain for the subsequent reduction in a rotary kiln. In a circulating fluidized bed, the heat exchange is particularly good due to the high flow velocities, so that the sintering process is further accelerated.
Dieses Verfahren widerspricht der üblichen Vorgehensweise, wonach die Einbringung des zu verarbeitenden Materials in die Wirbelschicht in einem Bereich erfolgt, in dem das Material keinen hohen Temperaturgradienten ausgesetzt ist, da insbesondere bei größeren Partikeln eine hohe Temperaturdifferenz zu Spannungen im Material und daraus folgend zu Rissen und Verformungen führen kann. Zudem sind durch die Einbringung an der heißesten Stelle höhere Anforderungen an das Material der Zufuhrleitung zu stellen. Auch eine Dosierung wird dadurch aufwendiger.This method contradicts the usual procedure, according to which the material to be processed is introduced into the fluidized bed in an area in which the material is not exposed to high temperature gradients, since, in particular in the case of larger particles, there is a large temperature difference between stresses in the material and consequently cracks and Can cause deformation. In addition, the introduction at the hottest point places higher demands on the material of the supply line. This also makes dosing more complex.
Die heißeste Stelle der Wirbelschicht befindet sich dort, wo die Verbrennung stattfindet bzw. wo die heißen Gase eintreten.The hottest part of the fluidized bed is where the combustion takes place or where the hot gases enter.
Es hat sich als weiterhin günstig herausgestellt, dass die eisenhaltigen Partikel einen Eisengehalt von wenigstens 30 Gew.-%, bevorzugt wenigstens 50 bis 80 Gew.-% aufweisen, damit der Aufarbeitungsaufwand wirtschaftlich bleibtIt has also proven to be favorable that the iron-containing particles have an iron content of at least 30% by weight, preferably at least 50 to 80% by weight, so that the work-up effort remains economical
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Fe-Konzentrat eine Körnung von max. 5 Gew.-% gröber als 100 µm und ca. 55 bis 60 Gew.-% kleiner 32 µm hat, da bei im Mittel größeren Durchmessern eine Direkt-Verarbeitung wirtschaftlich sinnvoller sein kann.An advantageous embodiment of the invention provides that the Fe concentrate has a grain size of max. 5 wt .-% coarser than 100 microns and about 55 to 60 wt .-% less than 32 microns, since with larger diameters on average, direct processing can make more economic sense.
Das feinstkörnige Konzentrat kann als Filterkuchen oder als trockenes pulvriges Schüttgut vorliegen. Die spezifische Oberfläche der Partikel liegt zwischen 1.600 und 4.000 cm2/g, abhängig von der Mineralogie bzw. der Mineralzusammensetzung des verwendeten Eisenkonzentrats. Eine Vorverarbeitung, bspw. in Form von Mahlen, kann für eine homogenere Korngröße sinnvoll sein.The fine-grain concentrate can be in the form of a filter cake or dry powdery bulk material. The specific surface area of the particles is between 1,600 and 4,000 cm2 / g, depending on the mineralogy or the mineral composition of the iron concentrate used. Pre-processing, for example in the form of grinding, can be useful for a more homogeneous grain size.
Als Bindemittel eignet sich am besten ein anorganisches Bindemittel, wie z.B. Bentonit, da hierdurch unerwünschte Nebenreaktionen bei der sprunghaften Temperaturerhöhung während der Härtung ausgeschlossen werden können. Die Zugabemenge dieses Bindemittels sollte erfindungsgemäß zwischen 0,25 und 1,5 Gew.-% liegen, wobei sie grundsätzlich von der Mineralzusammensetzung und der spezifischen Oberfläche des Eisenkonzentrates abhängig ist.An inorganic binder, such as e.g. Bentonite, as this can prevent undesirable side reactions in the event of a sudden temperature increase during hardening. According to the invention, the amount of this binder added should be between 0.25 and 1.5% by weight, it basically being dependent on the mineral composition and the specific surface of the iron concentrate.
Das in dem Mikrogranulator zu Granalien geformte Mischgut sollte günstigerweise eine Korngröße zwischen 0,1 und 6 mm aufweisen, da mit dieser Partikelgröße sichergestellt ist, dass während der Einbringung in die heißeste Stufe des Reaktors praktisch das ganze Korn homogen aufgeheizt wird und es nicht innerhalb der einzelnen Partikel zu signifikanten Temperaturgradienten kommt.The mix formed into granules in the microgranulator should advantageously have a grain size between 0.1 and 6 mm, since with This particle size ensures that practically all of the grain is heated homogeneously during introduction into the hottest stage of the reactor and that there are no significant temperature gradients within the individual particles.
Weiterhin hat sich ein Wassergehalt von 8 bis 14 Gew.-% als besonders günstig herausgestellt, wobei dieser grundsätzlich von der jeweiligen Mineralzusammensetzung abhängig ist.Furthermore, a water content of 8 to 14% by weight has been found to be particularly favorable, this being fundamentally dependent on the respective mineral composition.
Die optimale Härtungstemperatur liegt zwischen 850 und 1.050 °C und weist innerhalb dieses Bereichs ebenfalls eine Abhängigkeit von der Mineralzusammensetzung auf. Versuche haben gezeigt, dass im erfindungsgemäßen Verfahren während der thermischen Härtung max. ca. 5 Gew.-% der Granalien als Abrieb anfallen, wobei als Abrieb hier der Kornanteil < 100 µm definiert wurde.The optimal curing temperature is between 850 and 1,050 ° C and within this range also depends on the mineral composition. Experiments have shown that in the process according to the invention, max. approx. 5% by weight of the granules are obtained as abrasion, the abrasive fraction being defined here as <100 µm.
Als Brennstoff für den Härtungsprozess kann Erdgas oder leichtes Heizöl direkt in dem Wirbelschichtreaktor bzw. in einem Heißgasgenerator verbrannt werden. Wird ein Heißgasgenerator verwendet, wird dem Wirbelschichtreaktor das Heißgas zugeführt.Natural gas or light heating oil can be burned directly in the fluidized bed reactor or in a hot gas generator as fuel for the hardening process. If a hot gas generator is used, the hot gas is fed to the fluidized bed reactor.
Alternativ kann Kohle als Brennstoff verwendet werden, wobei die Kohle in einem separaten Reaktor bei Temperaturen zwischen 650 und 950 °C geschwelt wird, die Schwelgase als Brennstoff in den Härtungsreaktor gebracht werden und der Schwelkoks heiß in nachgeschaltete Verfahrensstufen, vorzugsweise eine in einem Drehrohroren stattfindenden Reduktion, als Reduktionsmittel eingetragen wird.Alternatively, coal can be used as fuel, the coal being smoldered in a separate reactor at temperatures between 650 and 950 ° C., the carbonization gases being brought into the hardening reactor as fuel and the carbonization coke hot in subsequent process stages, preferably a reduction taking place in a rotary tube furnace , is entered as a reducing agent.
Es hat sich zudem als günstig herausgestellt, die Härtung in einer oxidierenden Atmosphäre, bevorzugt mit einem Sauerstoffgehalt in der zirkulierenden Wirbelschicht zwischen 2 und 10 Gew.-%, stattfinden zu lassen. Dadurch wird Eisen der Oxidationsstufe
Während der Härtung in sauerstoffhaltiger Atmosphäre laufen folgende Reaktionen ab:
Die gehärteten Mikrogranalien werden anschließend mit Kohle in einen Drehrohrofen reduzierend behandelt, wobei der Sauerstoff des Eisenoxids abgebaut wird und das Eisen in die metallische Phase übergeht. Das Verhältnis zwischen Kohlenstoff und Eisen (Cfix: Fe) beträgt 0,3 - 0,7 : 1. Während der Reduktion finden folgende Reaktionen statt:
In der technischen Realisierung erscheint es besonders sinnvoll, die gehärteten Granalien aus dem Wirbelschichtreaktor ohne Kühlung heiß in den Drehrohofen einzubringen. Dadurch wird zum einen Energie gespart und zum anderen kann das Ofenvolumen verkleinert . und somit dessen Investitionskosten reduziert werden. Bei Heißaufgabe der Granalien entfällt die sonst zur erforderlichen Aufwärmung der Granalien im Drehrohrofen benötigte Ofenlänge. Der Drehrohrofen kann kürzer ausgeführt werden bzw. die Durchsatzleistung kann bei einem vorhandenen Drehrohrofen erhöht werden. Bei bestehenden Drehrohranlagen kann durch die heiße Einbringung die Durchsatzleistung erhöht werden. Die heißen Abgase des Wirbelschichtreaktors können zur Vorwärmung der notwendigen Prozessluft bzw. zur Dampferzeugung genutzt werden.In the technical implementation, it seems particularly useful to introduce the hardened granules from the fluidized bed reactor hot into the rotary kiln without cooling. On the one hand this saves energy and on the other hand the furnace volume can be reduced. and thus its investment costs can be reduced. When the granules are applied hot, the furnace length that is otherwise required to heat the granules in the rotary kiln is not required. The rotary kiln can be made shorter or the throughput can be increased with an existing rotary kiln. In existing rotary tube systems, the throughput can be increased by the hot introduction. The hot exhaust gases from the fluidized bed reactor can be used to preheat the necessary process air or to generate steam.
Um die in der Wirbelschicht und der Reduktion trotz der verbesserten Härtung entstehenden Stäube einer wirtschaftlichen Verwendung zuführen zu können, hat es sich als günstig herausgestellt, aus der Wirbelschicht und/oder der Reduktionsstufe diese Stäube über einen Staubabscheidesystem abzutrennen und entweder in die Vermischung oder aber in die Granulation zurückzuführen.In order to be able to economically use the dusts produced in the fluidized bed and the reduction despite the improved hardening, it has proven to be advantageous to separate these dusts from the fluidized bed and / or the reduction stage by means of a dust separation system and either in the mixture or in attributed the granulation.
Insbesondere bei kleineren Maßstäben, wie z.B. bei Labor- und Pilotversuchen, ist es aus Sicherheitsgründen sinnvoll, den Ofenaustrag auf eine Temperatur unterhalb 30 °C zu kühlen, wobei diese Kühlung bevorzugt unter Inertatmosphäre, wie etwa einer Stickstoffatmosphäre, erfolgen sollte. Das gekühlte Material, das eine Mischung aus Eisenschwamm, Char und Asche ist, wird in einen Magnetscheider aufgegeben, um den Eisenschwamm von Char und Asche zu trennen.Especially on smaller scales, e.g. for laboratory and pilot tests, for safety reasons it makes sense to cool the furnace discharge to a temperature below 30 ° C, this cooling should preferably take place under an inert atmosphere, such as a nitrogen atmosphere. The chilled material, which is a mixture of sponge iron, char and ash, is placed in a magnetic separator to separate the sponge iron from char and ash.
Die Erfindung umfasst weiterhin eine Anlage mit den Merkmalen des Anspruchs 7, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.The invention further comprises a system with the features of claim 7, which is suitable for carrying out the method according to the invention.
Eine solche Anlage weist eine Vorrichtung zur Durchmischung von eisenhaltigen Partikeln mit wenigstens einem Binder und Wasser zu einem Mischgut auf. Dieser Vorrichtung schließt sich eine Vorrichtung zur Granulierung des Mischguts zu Granalien an. Darauf folgt ein Reaktor mit einer zirkulierenden Wirbelschicht zur Härtung der Granalien. Der Wirbelschichtreaktor ist so ausgestaltet, dass die Zufuhrleitung der Granalien in den unteren Bereich des Wirbelschichtreaktors und damit die heißeste Stelle der Wirbelschicht mündet. Dazu müssen insbesondere das Material dieser Zufuhrleitung sowie eine dort vorgesehene Dosiereinrichtung so ausgestaltet sein, dass sie diesen Temperaturen dauerhaft standhält.Such a system has a device for mixing ferrous particles with at least one binder and water into one Mix on. This device is followed by a device for granulating the mixture into granules. This is followed by a reactor with a circulating fluidized bed for hardening the granules. The fluidized bed reactor is designed in such a way that the feed line of the granules opens into the lower region of the fluidized bed reactor and thus the hottest part of the fluidized bed. For this purpose, in particular the material of this supply line and a metering device provided there must be designed in such a way that it permanently withstands these temperatures.
In einer Weiterbildung des Erfindungsgedanken wird die Wirbelschicht mit heißem Gas gespeist und die Zufuhrleitung der Granalien mündet im Bereich dieser Eintrittsleitung, da an dieser Stelle die heißen Gase noch keine Wärmeenergie an das Wirbelbett verloren haben.In a further development of the inventive concept, the fluidized bed is fed with hot gas and the feed line of the granules opens in the area of this inlet line, since at this point the hot gases have not yet lost any thermal energy to the fluidized bed.
Günstig ist es zudem, wenn wenigstens eine Rückführleitung von dem Wirbelschichtreaktor und/oder einer nachgeschalteten Reduktionsvorrichtung in die Vorrichtung zur Durchmischung und/oder die Vorrichtung zur Mikrogranulierung vorgesehen ist.It is also advantageous if at least one return line is provided from the fluidized bed reactor and / or a downstream reduction device into the device for mixing and / or the device for microgranulation.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens liegen zum einen darin, dass bisher nur Pellets verwendet werden konnten, die aus Magnetit- und Hämatit-Konzentraten bestanden und zudem relativ große Durchmesser (zwischen 9 und 16 mm aufweisen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können auch andere feinstkörnige Konzentrate verwendet und andere Körnungen eingesetzt werden, ohne dass sich unbeherrschbarer Staubkreislauf einstellt.The advantages of the method according to the invention are, on the one hand, that until now it was only possible to use pellets which consisted of magnetite and hematite concentrates and also have relatively large diameters (between 9 and 16 mm). With the method according to the invention, other fine-grain concentrates can also be used and other grains are used without uncontrollable dust cycle.
Zudem weisen die erfindungsgemäß gehärteten Mikrogranalien im Vergleich zu Stückerzen eine größere Porosität auf und lassen sich hierdurch schneller und besser reduzieren als Stückerze und die klassisch gebrannten Pellets, die bei über 1.300 °C gehärtet worden sind.In addition, the microgranules hardened according to the invention have a greater porosity compared to bar ores and can thus be reduced faster and better than bar ores and the classically fired pellets which have been hardened at over 1,300 ° C.
Zudem kann durch die Kombination des erfindungsgemäßen Härtungsreaktors und eines SL/RN-Ofen der heiße Austrag aus dem Härtungsofen direkt heiß in den Drehrohrofen chargiert werden. Dadurch wird Wärmeenergie eingespart und die spezifische Durchsatzleistung des Drehrohrofens erhöht.In addition, the combination of the hardening reactor according to the invention and an SL / RN furnace allows the hot discharge from the hardening furnace to be charged directly into the rotary kiln. This saves thermal energy and increases the specific throughput of the rotary kiln.
Schließlich erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren auch, dass alle anfallenden Stäube, nass oder trocken, in den Mikrogranulierungsprozess zurückgeführt werden, wodurch ein vollständig geschlossener Materialkreislauf gewährleistet ist.Finally, the method according to the invention also allows all dusts obtained, wet or dry, to be returned to the microgranulation process, thereby ensuring a completely closed material cycle.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung und eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfasssung in den Ansprüchen oder deren Rückbezug.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing and an exemplary embodiment. All of the described and / or illustrated features, alone or in any combination, form the subject matter of the invention, regardless of how they are summarized in the claims or how they are referred back to.
Die einzige Figur zeigt das Fließbild einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The single figure shows the flow diagram of a plant for carrying out the method according to the invention.
Das feinkörnige Eisenerz wird in eine Mischvorrichtung
Über Leitung
Die gehärteten, eisenoxidhaltigen Granalien werden über eine Leitung
Der in dem Wirbelschichtreaktor
Das aus dem Wirbelschichtreaktor
Beispielexample
Granulierung:
- Ein auf Pelletierfeinheit (< 100 µm) gemahlenes und aufbereitetes Magnetit-Konzentrat mit 69 Gew.-% Eisen wird
mit 0,5 Gew.-% Bentonit und der erforderlichen Menge Wasser, die durch den gewünschten Feuchtegehalt der Granalien bestimmt wird, gemischt und anschließend granuliert. Der Feuchtegehalt der so erhaltenen Granalien soll etwa 10 Gew.-% betragen; die Korngröße der Granalien beträgt 0,1bis 3 mm.
- A magnetite concentrate with 69% by weight of iron ground and prepared to a pellet fineness (<100 µm) is mixed with 0.5% by weight of bentonite and the required amount of water, which is determined by the desired moisture content of the granules, and then granulated. The moisture content of the granules obtained in this way should be about 10% by weight; the grain size of the granules is 0.1 to 3 mm.
Härtung:
- Die so entstandenen Granalien werden anschließend in einem Wirbelschichtreaktor in kontinuierlicher Betriebsweise bei ca. 980 °C gehärtet und anschließend auf ca. 30 °C gekühlt. Die Durchsatzleistung der verwendeten Anlage beträgt etwa 14 kg/h. Während der Härtung, die in einer sauerstoffhaltigen Gasatmosphäre stattfindet, wird Magnetit zu Hämatit aufoxidiert, womit zusätzlich Wärmeenergie freigesetzt wird.
- The granules formed in this way are then hardened in a fluidized bed reactor in continuous operation at approximately 980 ° C. and then cooled to approximately 30 ° C. The throughput of the system used is about 14 kg / h. During the hardening, which takes place in an oxygen-containing gas atmosphere, magnetite is oxidized to hematite, which additionally releases thermal energy.
Reduktion der gehärteten Mikrogranalien in einem Kurztrommelofen:
- 60 kg gehärte Mikrogranalien und 40 kg Kohle werden gemischt und in den Ofen chargiert. Das Cfix :Felot-Verhältnis beträgt 0,60. Die Charge wurde bei 1.020 bis 1.050°C ca. 4 Stunden behandelt. Nach der Kühlung unter Stickstoffatmosphäre wird eine Durchschnittsprobe entnommen und einem Schwachfeldmagnetscheider aufgeben, um die Restkohle und Asche zu trennen. Das magnetische Produkt, Eisenschwamm, weist folgende Analyse auf:
- 60 kg of hardened microgranules and 40 kg of coal are mixed and charged in the furnace. The C fix : Fe lot ratio is 0.60. The batch was treated at 1,020 to 1,050 ° C for about 4 hours. After cooling under a nitrogen atmosphere, an average sample is taken and placed in a weak-field magnetic separator to separate the residual coal and ash. The magnetic product, sponge iron, has the following analysis:
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- MischvorrichtungMixing device
- 2, 32, 3
- Leitungmanagement
- 44th
- GranuliervorrichtungPelletizer
- 55
- Leitungmanagement
- 1010th
- WirbelschichtreaktorFluidized bed reactor
- 11, 1211, 12
- Leitungmanagement
- 1313
- Rostrust
- 1414
- Wirbelschichtfluidized bed
- 1515
- Leitungmanagement
- 1616
- Reduktionsstufe (Drehrohrofen)Reduction stage (rotary kiln)
- 1717th
- Leitungmanagement
- 2020th
- Leitungmanagement
- 2121st
- Zykloncyclone
- 2222
- Leitungmanagement
- 3030th
- Leitungmanagement
- 3131
- AbgasbehandlungExhaust treatment
- 3232
- Leitungmanagement
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