DE102012011240A1 - Verfahren zur Herstellung von gehärteten Granalien aus eisenhaltigen Partikeln - Google Patents

Abstract

Bei der Herstellung von gehärteten Granalien aus eisenhaltigen Partikeln werden die eisenhaltigen Partikel mit wenigstens einem Binder und Wasser oder einer wässrigen Base zu einem Mischgut vermischt, das Mischgut zu Granalien geformt und einer Reduktion mit einem zugeführten Reduktionsmittel unterworfen. Um stabile Granalien mit gleichem metallischem Eisengehalt herzustellen, erfolgt die Vermischung dergestalt, dass zuerst die eisenhaltigen Partikel mit dem Binder vermischt werden und anschließend Wasser oder eine wässrige Base zugegeben wird.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von gehärteten Granalien aus eisenhaltigen Partikeln, wobei die Partikel mit wenigstens einem Binder und Wasser oder einer wässrigen Base zu einem Mischgut vermischt werden, das Mischgut zu Granalien geformt wird, die Granalien gehärtet und die gehärteten Granalien einer Reduktion mit einem zugeführten Reduktionsmittel unterworfen werden.
• Eisenhaltige Partikel fallen bei einer Vielzahl von Prozessen an. Zum einen entstehen sie bereits dann, wenn Eisenverbindungen für die weitere Verarbeitung aufgetrennt werden müssen, da in eisenhaltigen Mineralien das Eisen nicht in Reinform vorliegt. Diese Mineralien sind vielmehr Gemenge mit nichteisenhaltigen Gesteinen, der so genannte Gangart. Zur Abtrennung dieser Gangart ist es üblich, das Rohmaterial fein zu mahlen und die Eisenverbindung aus diesem pulverisierten Gemenge aufzuschließen. Man erhält daraus ein Eisenerzkonzentrat, welches in Partikeln mit einem Durchmesser < 100 μm vorliegt.
• Dieses Eisenerzkonzentrat muss vor der eigentlichen Metallisierung einer weiteren Behandlung unterzogen werden, da die Partikelgröße des Konzentrats mit einem Durchmesser von < 100 μm sich nicht für bekannte Reduktionsverfahren der Eisen- und Stahl-Erzeugung eignet. In Schacht- und Drehrohröfen können nur Partikel mit einem Durchmesser > 10 mm verwendet werden, während für Wirbelschichtverfahren Teilchengrößen von 60 μm bis 1 mm benötigt werden. Zur Erhöhung der Teilchengröße wird üblicherweise das feine eisenhaltige Erz pelletiert oder granuliert.
• Bei der Reduktion von eisenhaltigen Materialien, bspw. nach den Midrex, Circored, SL-RN und HISMELT-Verfahren, fallen zudem signifikante Mengen von sehr feinkörnigen Stäuben mit einer ungefähren Partikelgröße von < 100 μm an. Der Eisenanteil in diesen Stäuben liegt teilweise metallisiert vor. Bisher war es kaum möglich, diese Stäube innerhalb des Prozesses zu verwerten, so dass große Mengen auf Deponien entsorgt wurden. Abgesehen von der nicht mehr zeitgemäßen Verschwendung von Rohmaterial, besteht zusätzlich die Gefahr von Staubexplosionen. In dem Buch ”Pelletieren von Eisenerzen, 1980, Meyer, Springer Verlag Berlin, Heidelberg und Verlag Stahleisen mbH, 1980 wird die Möglichkeit beschrieben, solche Stäube bei der Pelletierung von eisenhaltigen Erzen zu verwenden. Genauso wie die aus Eisenerz gewonnen Partikel müssen dann auch die Stäube zu Granalien mit größeren Durchmessern verarbeitet werden.
• Aus der WO 98/49352 A1 ist die Granulierung von feinkörnigen Eisenerzfraktionen bekannt, bei der ein Bindermaterial eingesetzt wird. Als Bindermaterial eignet sich bspw. Bentonit, ein Gestein, das eine Mischung aus verschiedenen Tonmineralien enthält, wobei der wichtigste Bestandteil (60 bis 80 Gew.-%) Montmorillonit ist.
• Die US 6,024,790 beschreibt, dass es sinnvoll sein kann, dieses Bindermaterial Bentonit für seine Verwendungszwecke durch Ionenaustausch mit den eingelagerten Kationen zu aktivieren. Ein aktivierter Bentonit hat in der Regel ein besseres Quellvermögen sowie eine höhere thermische Beständigkeit. Der in der US 6,024,790 beschriebene Aktivierungsvorgang ist über einen Zeitraum von mehreren Stunden bis zu einigen Tagen auszuführen, um einen ausreichenden Ionenaustausch sicherzustellen.
• Aus der JP 63103851 ist bekannt, dem Bentonit geringe Mengen an Natriumhydroxid zuzugeben und so das Tonmaterial zu aktivieren.
• Die DE 25 175 43 offenbart ein Verfahren zur Agglomerierung von Hüttenstäuben, bei dem der Hüttenstaub mit 2 bis 20 Gew.-% Bindemittel und etwa 0,5 bis 5 Gew.-% siliziumhaltigem Material vermischt wird, diese Mischung zu Pellets oder Granalien geformt und anschließend gehärtet wird. Es ist auch bekannt, dem Bindemittel weitere Zusätze, wie etwa Natriumhydroxid, Natriumcarbonat und Natriumbicarbonat in Mengen von etwa 3 Gew.-% beizufügen.
• Aus der EP 1 290 232 B1 ist ein Verfahren zur Herstellung von metallisierten Eisenagglomeraten aus feinen eisenhaltigen Partikeln mittels eines Binders bekannt, wobei als Binder Zellulosefasern verwendet werden. Die Zellulosefasern wirken bei der Formung der Partikel als Binder, sind jedoch aufgrund ihres hohen Kohlenstoffgehaltes gleichzeitig auch als Reduktionsmittel im nachgeschalteten Reduktionsverfahren zu verwenden.
• Auch die EP 0 916 742 offenbart ein Verfahren, in dem bereits in die eisenhaltigen Granalien das Reduktionsmittel eingearbeitet wird. Dazu wird das eisenoxidhaltige Rohmaterial mit einem kohlenstoffhaltigen Material, einem organischen Binder und einem anorganischen Koagulierungsmittel vermischt und anschließend mit Wasser versetzt. Die so erhaltenen Pellets werden mit einem Dispersionsmittel versehen getrocknet und anschließend reduziert. Als Dispersionsmittel kann dabei unter anderem auch Natronlauge verwendet werden.
• Diese aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren bergen jedoch eine Reihe von Nachteilen. Zum einen ist es üblich, das Reduktionsmittel bereits in die erzeugten Granalien oder Pellets mit einzubinden. Dadurch wird jedoch bereits bei der Erzeugung der Pellets der Reduktionsgehalt vorbestimmt, da dieser dann von dem Verhältnis zwischen Eisen und Reduktionsmittel in dem jeweiligen Pellet abhängt.
• Zum anderen bergen solche Verfahren das Risiko, dass die Pellets in ihrer Zusammensetzung stark variieren und so nach der Reduktion ein Endprodukt mit unterschiedlichem metallischem Eisengehalt entsteht.
• Weiterhin kann es passieren, dass das eingebettete Reduktionsmaterial in den reduzierten Pellets nicht vollständig abreagiert, daher weiterhin vorhanden ist und sich nachteilig bei der weiteren Verarbeitung auswirkt.
• Diejenigen Verfahren, die auf die Zufügung des Reduktionsmittels verzichten, haben gemeinsam, dass für eine ausreichende Härte und Festigkeit der Pellets der Binder aktiviert werden muss. Diese Aktivierung, die z. B. mit Natriumhydroxid erfolgen kann, wird in der Regel so vorgenommen, dass der Binder zuerst mit dem Aktivierungsmittel in Kontakt gebracht wird und die ablaufenden Reaktionen erst nach einer Zeitspanne von wenigstens einigen Stunden abgeschlossen sind.
• Wird hingegen ein nicht aktivierter Binder, wie etwa Bentonit, verwendet, so hängt die Qualität der Granulatteilchen stark von der Zusammensetzung des eisenhaltigen Erzes ab. Ein Zerfall der Granulatteilchen beim Brennen muss jedoch vermieden werden, da die Teilchen sonst wieder nur eine Größe aufweisen, in der sie für die weitere Verarbeitung ungeeignet sind.
• Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, stabile Granalien aus eisenhaltigen Erzen herzustellen, ohne dass diesen Granalien bereits das Reduktionsmittel zugeführt oder ein aktivierter Binder verwendet werden muss.
• Diese Aufgabe wird mit der Erfindung durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dazu werden eisenhaltige Partikel zuerst mit einem Binder und anschließend mit Wasser oder einer wässrigen Base zu einem Mischgut vermischt. Dieses Mischgut wird anschließend zu Granalien verformt (Granulierung) und diese Granalien gehärtet. Die gehärteten Granalien werden entweder bereits während der Härtung reduziert oder einer nachgeschalteten Reduktion unterworfen. In jeder Ausgestaltung erfolgt die Reduktion mit einem zugeführten Reduktionsmittel. Entscheidend ist dabei, dass die eisenhaltigen Partikel zuerst mit wenigstens einem Binder zu einem ersten Gemisch vermischt werden und dieses erste Gemisch anschließend mit einer wässrigen Base oder mit Wasser zu einem zweiten Gemisch vermischt wird.
• Da in dem Verfahren kein Reduktionsmittel in die Granalien eingebracht wird, ist das erfindungsgemäße Verfahren geeignet, eisenhaltige Partikel zu granulieren in denen bereits metallisiertes Eisen vorliegt. Der Anteil an metallisiertem Eisen kann mehr als 30 Gew.-%, bevorzugt mehr als 40 Gew.-% und besonders bevorzugt zwischen 45 und 85 Gew.-% liegen. Üblich ist ein Eisengehalt der teilweise metallisierten Stäube von 70 bis 85 Gew.-%.
• Der mittlere Partikeldurchmesser (d₅₀) der eingesetzten eisenhaltigen Partikel liegt zwischen 0,01 und 0,1 mm. Bevorzugt sind die Partikel < 60 μm, insbesondere < 40 μm, wobei ein Durchmesser von 20 bis 30 μm üblich ist. Eine Vorverarbeitung der Partikel, insbesondere bei der Gewinnung von eisenhaltigen Partikeln aus Eisenerz, durch Mahlen ist vor allem dann sinnvoll, wenn die Partikelgröße sehr inhomogen ist.
• Es ist zudem möglich, Partikel mit feinem eisenhaltigem Erz mit Partikeln zu mischen, in denen sich bereits metallisiertes Eisen befindet.
• Da ein zu hoher Anteil an Binder für die weitere Verarbeitung der Eisenpartikel nachteilig ist, hat es sich als günstig herausgestellt, wenn der Anteil des Binders in dem ersten Gemisch zwischen 0,01 und 5 Gew.-%, bevorzugt zwischen 0,1 bis 1,5 Gew.-% und insbesondere bevorzugt zwischen 0,3 bis 1,2 Gew.-% liegt. So kann eine ausreichende Festigkeit der gebildeten Granalien garantiert werden, ohne dass es bei der Weiterverarbeitung der eisenhaltigen Granalien zu hohen Verschlackungen kommt.
• Als Binder können vorzugsweise organische Binder, wie etwa Zellulose, oder aber Tonmineralien verwendet werden. Bei der Verwendung eines organischen Binders wirkt dieser im Reduktionsverfahren aufgrund seines hohen Kohlentoffgehaltes zumindest teilweise auch als Reduktionsmittel, so dass nach der Reduktion kaum noch Binder in den gebildeten Eisenpartikeln vorhanden ist. Für die Verwendung von Tonmineralien als Bindemittel spricht neben der günstigen Verfügbarkeit auch, dass die Beinhaltung eines Reduktionsmittels in den einzelnen Partikeln selbst zu einem in der Qualität stark heterogenen Produkt führen kann. Als Tonmineralien eignet sich vorzugsweise Bentonit oder auch organischer Binder wie etwa Peridur^®. Grundsätzlich ist es jedoch möglich, jede Binder oder Bindermischung zu verwenden, wie etwa Alkohole, Bitumen, Öle, oberflächenaktive Mittel, Stärke, Sulfate, Glukose, Melasse, Teere, Wachse, Zement und Kalk.
• Als wässrige Base eignen sich besonders gut wässrige alkalische Basen im Sinne von wässrigen Lösungen von Alkalihydroxiden. Aufgrund des geringen Einkaufspreises ist insbesondere die Verwendung von Natronlauge zu empfehlen.
• Die Menge der alkalischen Flüssigkeit sollte zwischen 10 ppm und 1 Gew.-%, normalerweise 20 ppm bis 3000 ppm, insbesondere bevorzugt 30 ppm bis 1000 ppm liegen.
• Besonders effektiv lässt sich die Verfahrensführung gestalten, wenn die Mischzeit sowohl für die Vermischung der eisenhaltigen Partikel mit dem Binder als auch die Vermischung des so erzeugten ersten Gemisches mit Wasser oder einem wässrigen Dispersionsmittel bei mehr als 10 Sekunden, bevorzugt mehr als 20 Sekunden, besonders bevorzugt mehr als 30 Sekunden und ganz besonders bevorzugt > 5 Minuten jedenfalls aber < 30 Minuten ist. Die Granulierzeit liegt erfindungsgemäß in derselben Größenordnung wie die Mischzeit.
• Für eine gute Weiterverarbeitung weisen die geformten Granulatteilchen eine Größe von 0,1 bis 30 mm, bevorzugt 0,2 bis 20 mm auf. Es hat sich als besonders günstig herausgestellt, Pellets mit einem Durchmesser von vorzugsweise 8 bis 18 mm oder Granulatteilchen von bevorzugt 0,3 bis 2 mm Durchmesser herzustellen.
• Der Wassergehalt in den erzeugten Teilchen sollte auf etwa 5 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 6 bis 12 Gew.-% eingestellt werden. Entscheidend für den Wassergehalt ist insbesondere der Anteil des bereits metallisiert vorliegenden Eisens, da bei einem zu hohen Wassergehalt ansonsten die erzeugten Granulatteilchen durch das Wasser teilweise reoxidiert werden.
• Nach dem Ausbilden der Granutlatteilchen werden diese gebrannt und dadurch gehärtet, wobei es sich als günstig herausgestellt hat, wenn die Härtungstemperatur zwischen 600 und 1.500°C liegt. Bei Pellets mit einem Durchmesser von 8 bis 18 mm ist eine Brenntemperatur von 1.200 bis 1.450°C zu empfehlen, bei Granulatteilchen mit einem Durchmesser von 0,3 bis 2 mm hat sich eine Temperatur von 650 bis 1.300°C als besonders günstig herausgestellt. Die bevorzugte Brenntemperatur liegt zwischen 750 und 1.200°C, insbesondere zwischen 800 und 1.100°C. Es wurde weiterhin festgestellt, dass Granulatteilchen mit metallisierten Feinanteilen eine längere Brenntemperatur unterhalb von 1.000°C, insbesondere unterhalb von 900°C benötigen.
• Die Härtung kann mit üblichen Härtungs- bzw. Brennverfahren, z. B. in einer Wirbelschicht, einer zirkulierenden Wirbelschicht oder einem Drehrohrofen ausgeführt werden. Ebenso kann die Härtung in einem Teil der Reduktionsvorrichtung erfolgen bzw. unter reduzierender Atmosphäre stattfinden. Ebenso kann unter inerter Atmosphäre, bspw. in Erdgas oder Stickstoff gearbeitet werden. Gleichfalls ist es möglich, den Brennvorgang unter oxidierenden Bedingungen auszuführen. In diesem Fall sollte der Sauerstoffgehalt des Gases zwischen 0,1 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 7 Gew.-% liegen. Die oxidierenden Bedingungen führen zu einer geringen Oxidation desjenigen Eisens, welches bereits in metallisierter Form vorliegt. Es ist so möglich, die Zusammensetzung der Pellets vor dem Reduktionsvorgang zu homogenisieren.
• Die Reduktion kann in jeder Reduktionsvorrichtung wie etwa einer Wirbelschicht, einem Schachtofen, einem Hochofen, einem Drehrohrofen einem Drehherdofen oder einem Elektrolichtbogenofen (EAF) durchgeführt werden. Die Reduktion sollte dabei so erfolgen, dass wenigstens ein Reduktionsgrad von 30%, bevorzugt mehr als 50%, besonders bevorzugt mehr als 70% und in günstigster Weise zwischen 75 und 99% erreicht werden kann. Der Reduktionsgrad ergibt sich aus einer nasschemischen Analyse auf Gehalt von Gesamteisen (w(Fe_tot)), metallischem Eisen (w(Fe⁰)) und zweiwertigem Eisen (w(Fe²⁺)), aus dem sich anschließend der Reduktionsgrad R als R = (w(Fe⁰) + 1/3w(Fe²⁺))/w(Fe_tot)) berechnet, wobei w() die jeweiligen Gewichtsanteile bestimmt.
• Weiterhin hat sich herausgestellt, dass die Lagerung der Teilchen für wenigstens eine Stunde, bevorzugt mehr als 3 Stunden nach der Granulierung und vor dem Brennen die Festigkeit der erzeugten Agglomerate verbessert.
• Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es überdies, Stäube, die in der Härtung oder während des Reduktionsschrittes anfallen, in die Vermischung und/oder die Granulierung zurückzuführen. Werden diese Stäube in die Granulierung zurückgeführt, werden diese Stäube Teile der dort gebildeten Partikel. Sie durchlaufen erneut die beiden Verfahrensschritte Härtung und Reduktion, wobei eventuell noch nicht reduzierte Anteile in diesen Stäuben ebenfalls reduziert werden. Durch dieses Verfahren kann verhindert werden, dass werthaltige Eisenstäube nicht dem Endprodukt zugeführt werden können.
• Eine Rückführung in die Vermischung, insbesondere in die erste Vermischungsstufe ist besonders dann sinnvoll, wenn der Anteil der beim Härten und/oder der Reduktion anfallenden Stäube relativ hoch ist. Dies erfordert, dass auch die Stäube selbst wieder mit Binder vermischt werden, da sonst die Gefahr besteht, dass das Mischungsverhältnis in der Granulierungsstufe durch den hohen Anteil an eisenhaltigen Stäuben stark von den idealen Mischungsverhältnis abweicht und die dort erzeugten Partikel nicht besonders beständig sind. Eine solche Rückführung, unabhängig davon, ob sie in die Mischung oder in die Granulierung erfolgt, ist bei diesem Verfahren insbesondere deshalb sinnvoll, weil das Reduktionsmittel nicht in den Partikeln selbst vorliegen muss, sondern während des Reduktionsschrittes zugeführt wird.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung und von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
• Die einzige Figur zeigt das Fließbild einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
• Zur Herstellung eisenhaltiger Granalien werden eisenhaltige Partikel zunächst einer Mischvorrichtung 1 zugeführt, in welcher sie mit über eine Zufuhrleitung 2 zugeführtem Binder, bspw. Bentonit, vermischt werden. Das so vermischte Material (erste Mischung) wird über Leitung 3 einer zweiten Mischeinrichtung 4 zugeführt und dort mit über eine Zufuhrleitung 5 zugegebenem Wasser oder einer wässrigen Base, bspw. wässriger Natronlauge, vermischt (zweite Mischung). Selbstverständlich ist es bei Batchverarbeitung auch möglich, die Mischung der eisenhaltigen Partikel mit dem Binder und dem Wasser bzw. der wässrigen Base nacheinander in einer einzigen Mischvorrichtung vorzunehmen.
• Über Leitung 6 wird das so entstandene Gemisch einer Granulierungsvorrichtung 7 zugeführt, in welcher aus dem Gemisch Granalien mit einem Durchmesser von 0,09 bis 20 mm gebildet werden.
• Die Granalien werden dann über Leitung 8 in eine Härtungsvorrichtung 10 überführt. Die Härtungsvorrichtung 10 ist hier als Reaktor mit einer zirkulierenden Wirbelschicht ausgestaltet, in welche über Leitung 12 Fluidisiergas eingebracht wird. Über Leitung 11 erfolgt die Zufuhr von aufgeheizten Gasen und/oder Brennstoff. Aus der zirkulierenden Wirbelschicht 14 werden die gehärteten Granalien über Leitung 15 ausgetragen und in eine Reduktionsvorrichtung, bspw. einen Drehrohrofen 16, überführt. Über Leitung 17 wird ein Reduktionsmittel, bspw. Kohle in die Reduktionsvorrichtung 16 eingebracht. Das dort entstandene Material kann dann entweder einer Zwischenlagerung zugeführt werden oder direkt weiter verarbeitet werden.
• Stäube, die bspw. in dem Reaktor 10 entstehen, werden über Leitung 20 einem Zyklon 21 zugeführt. Von dort können die Stäube über Leitung 22 wieder der Mischvorrichtung 1 zugeführt werden. Grundsätzlich ist es auch möglich, diese Stäube zumindest teilweise in die Mischvorrichtung 2 oder in die Granulierungsvorrichtung 7 einzuspeisen. In gleicher Weise ist es auch denkbar, Stäube aus der Reduktionsvorrichtung 16 rückzugewinnen.
• Beispiel 1
• 20 kg Bentonit werden zu 2 t feuchtem eisenhaltigem Erz mit einer mittleren Partikelgröße (d₅₀) von 25 μm zugegeben. Nach einer Mischzeit von etwa 60 s werden Wasser, bspw. herkömmliches Leitungswasser, und etwa 400 ppm NaOH; (50 Gew.-%ige NaOH-Lösung) innerhalb von 30 s zugegegeben, so dass der Feuchtegehalt auf etwa 9 Gew.-% ansteigt. Nach 60 s Granulieren können die entstandenen Granulatteilchen mit einer Größe (d₅₀) von 700 μm aus der Granuliervorrichtung entfernt werden. Ein Teil der Granulatteilchen wird in einem Wirbelbett bei 1.000°C sofort gebrannt. Das granulierte Material ist fest und hat beim Trennen nur eine Stauberzeugung von etwa 7 Gew.-%. Die Agglomerate werden in einem Wirbelbett zu einem Reduktionsgrad von bis zu 95% reduziert und enthalten nur einen Staubanteil von etwa 10 Gew.-%.
• Der andere Teil der entstandenen Eisengranulatteilchen wird für 6 h aufbewahrt und dann bei 1.000°C gebrannt. Dieses Material ist im Vergleich zu dem sofort Gebrannten fester und es werden nur etwa 4 Gew.-% Staub erzeugt. Während der Reduktion werden etwa 7 Gew.-% an feinem Staub erzeugt.
• Eisenerzteilchen, die mit der gleichen Vorgehensweise, aber ohne die Zugabe von Natriumhydroxid hergestellt werden, zeigen eine Stauberzeugung von bis zu 35 Gew.-% und in der Reduktion einen Staubanteil von 40 Gew.-%.
• Beispiel 2
• 20 kg Bentonit werden zu 1 t feuchtem eisenhaltigen Erz einer mittleren Größe (d₅₀) von 25 μm und 1 t eisenhaltigem Staub mit einer Metallisierung von 50 Gew.-% und einer mittleren Größe von 50 μm zugegeben. Nach ungefähr 60 s Mischen wurde Leitungswasser innerhalb von 30 s zugegeben, so dass ein Feuchtegehalt von etwa 9 Gew.-% erreicht wurde. Nach 60 s Granulieren können die Granulatteilchen mit einer Größe von 700 μm (d₅₀) aus der Granuliervorrichtung entnommen werden. Ein Teil der Granulatteilchen wird unmittelbar in einem Wirbelbett bei 850°C gebrannt, wobei der Sauerstoffgehalt des Fluidisierungsgases bei etwa 5 Gew.-% liegt.
• Das granulierte Material ist fest und weist während des Brennens nur eine Stauberzeugung von etwa 1 Gew.-% auf. Die Agglomerate werden in einem Wirbelbett zu einem Reduktionsgrad von 95% reduziert, wobei es auch hier nur zu einer Stauberzeugung von etwa 1 Gew.-% kommt.
• Eisenteilchen, die mit der gleichen Vorgehensweise aber ohne eisenhaltigen Staub hergestellt werden, erzeugen beim Brennen bei 1.000°C etwa 5 Gew.-% Staub. Bei dem Reduktionsvorgang gehen 5 Gew.-% der Granulatteilchen verloren.
• Bezugszeichenliste

1

Mischvorrichtung

2, 3

Leitung

4

Mischvorrichtung

5, 6

Leitung

7

Granulierungsvorrichtung

8

Leitung

10

Wirbelschichtreaktor

11, 12

Leitung

13

Rost

14

zirkulierende Wirbelschicht

15

Leitung

16

Drehrohrofen

17

Leitung

20

Leitung

21

Zyklon

22

Leitung

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• WO 98/49352 A1 [0005]
• US 6024790 [0006, 0006]
• JP 63103851 [0007]
• DE 2517543 [0008]
• EP 1290232 B1 [0009]
• EP 0916742 [0010]
• Zitierte Nicht-Patentliteratur
• Pelletieren von Eisenerzen, 1980, Meyer, Springer Verlag Berlin, Heidelberg und Verlag Stahleisen mbH, 1980 [0004]

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung von gehärteten Granalien aus eisenhaltigen Partikeln, wobei die Partikel mit wenigstens einem Binder und Wasser oder einer wässrigen Base zu einem Mischgut vermischt werden, das Mischgut zu Granalien geformt wird, die Granalien gehärtet und einer Reduktion mit einem zugeführten Reduktionsmittel unterworfen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Vermischung mit wenigstens einem Binder und Wasser oder der wässrigen Base so erfolgt, dass die eisenhaltigen Partikel zuerst mit wenigstens einem Binder zu einem ersten Gemisch vermischt werden und dieses erste Gemisch dann mit Wasser oder einer wässrigen Base zu einem zweiten Gemisch vermischt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eisenhaltigen Partikel einen Gehalt an metallisiertem Eisen von wenigstens 30 Gew.-% und/oder einen mittleren Partikeldurchmesser (d₅₀) zwischen 0,1 und 0,01 mm aufweisen.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Binders in dem ersten Gemisch zwischen 0,01 bis 5 Gew.-% liegt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Binder ein Tonmineral oder ein organischer Binder verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Base eine wässrige Lösung von Alkalihydroxiden ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Mischzeit für das erste und zweite Gemisch sowie die Zeit für die Formung der Granalien zwischen 10 Sekunden und 30 Minuten liegt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Granalien eine Korngröße zwischen 0,09 und 20 mm und/oder einen Wassergehalt von 5 bis 30 Gew.-% aufweisen.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur während der Härtung zwischen 650 und 1.500°C liegt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Härtung unter oxidierenden oder reduzierenden Bedingungen durchgeführt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eisenhaltige Stäube, die in der Härtung und/oder der Reduktion entstehen, zur Vermischung und/oder der Granulierung zurückgeführt werden.

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