DE1029568B

DE1029568B - Process for the pretreatment of ores, ore concentrates and metal-containing residues to be sintered on grates

Info

Publication number: DE1029568B
Application number: DEU4152A
Authority: DE
Inventors: William Davies
Original assignee: United Steel Companies Ltd
Current assignee: United Steel Companies Ltd
Priority date: 1955-10-31
Filing date: 1956-10-09
Publication date: 1958-05-08

Description

Verfahren zur Vorbehandlung von auf Rosten zu sinternden Erzen, Erzkonzentraten und metallhaltigen Rückständen Die Erfindung bezieht sich auf das Sintern von Erzen, Erzkonzentraten und metallhaltigen Rückständen auf Sinterrosten, auf denen man aus dem stückig zu machenden Gut eine gasdurchlässige Schicht herstellt, durch die Luft entweder aufwärts oder abwärts hindurchgeleitet wird. Die Schicht muß brennbare Bestandteile enthalten, z. B. Koksklein, sofern die Beschickung nicht aus Pyriten oder einem anderen, von sich aus exotherm verbrennenden Gut besteht.Process for the pretreatment of ores to be sintered on grates, ore concentrates and metal-containing residues The invention relates to the sintering of ores, Ore concentrates and metal-containing residues on sintered grates on which one can look creates a gas-permeable layer of the goods to be made into pieces, through the air is passed either upwards or downwards. The layer must be flammable Contain components, e.g. B. coke, provided the charge is not made of pyrite or another good that burns exothermically by itself.

Das zu sinternde Gut setzt sich im allgemeinen aus einer Mischung von zwei oder mehr Bestandteilen, z. B. aus Erzkonzentraten und Rückgut oder aus zwei Konzentraten unterschiedlilcher Zusammensetzung zusammen, obschon es auch nur aus einem einzigen Stoff mit oder ohne Brennstoff bestehen kann.The material to be sintered is generally composed of a mixture of two or more components, e.g. B. from ore concentrates and returned goods or from two concentrates of different compositions together, although only one can consist of a single substance with or without fuel.

Unabhängig von der Zahl der beteiligten Bestandteile ist es erwünscht, daß das Gut als Agglomerat auf den Sinterrost gelangt, d. h. zu kleinen kugelförmigen Stückchen zusammengeballt. Eine solche Beschickung besitzt gute Durchlässigkeit, so daß die zum Sintern erforderliche Luft leichter und ohne zu großen Kraftaufwand durch sie hindurchgesaugt oder hindurchgepreßt werden kann und der Rostdurchfall verringert wird.Regardless of the number of components involved, it is desirable that the material reaches the sintered grate as an agglomerate, d. H. too small spherical Pieces clumped together. Such a charge has good permeability, so that the air required for sintering is easier and without too much force can be sucked or pressed through them and the rust diarrhea is decreased.

Zur Herstellung der Agglomerate gelangt das Ausgangsgut in einen Mischer, der üblicherweise aus einer mit Hubelementen ausgerüsteten Drehtrommel besteht, in der das feinkörnige Gut zu kleinen kugelförmigen Stückchen zusammenrollt. Feuchtigkeit muß immer vorhanden sein, und wenn das Gut nicht schon von sich aus genügend Feuchtigkeit mit sich bringt, muß Wasser zugesetzt werden. Diese Wassermenge ist entscheidend, obschon sie naturgemäß je nach der Art des Gutes schwanken kann. Sie muß einerseits genügend groß sein, um eine Agglomeratbildung zu ermöglichen, darf aber andererseits nicht so hoch sein, daß die Oberfläche der Agglomerate feucht und klebrig wird, weil feuchte und klebrige Agglomerate nicht genügend fest sind sowie die Neigung zeigen, unter ihrem eigenen Gewicht zusammenzufallen, wodurch die Gasdurchlässigkeit der Beschickung verlorengeht. Des weiteren darf die Verweilzeit des Gutes im Mischer nicht so lang sein, daß die gebildeten Agglomerate übereinanderrollen und hierbei Feuchtigkeit aus dem Inneren jedes Agglomerates an seine Oberfläche gepreßt wird. Die Bedingungen, unter denen ein geeignetes Agglomerat aus jedem gegebenen Gut erhalten werden kann, können in der Praxis leicht ermittelt werden.To produce the agglomerates, the starting material is fed into a mixer, which usually consists of a rotary drum equipped with lifting elements, in which the fine-grained material rolls up into small spherical pieces. humidity must always be present, and if the property does not already have sufficient moisture brings with it, water must be added. This amount of water is crucial although it can naturally vary depending on the nature of the property. She must on the one hand be sufficiently large to allow agglomerate formation, but may on the other hand not be so high that the surface of the agglomerates becomes damp and sticky, because moist and sticky agglomerates are not strong enough and the inclination show collapsing under their own weight, increasing gas permeability the load is lost. Furthermore, the residence time of the material in the mixer is allowed not be so long that the agglomerates formed roll over each other and thereby Moisture from the interior of each agglomerate is pressed onto its surface. The conditions under which a suitable agglomerate can be obtained from any given good can be easily determined in practice.

Wenn die aus Agglomeraten bestehende Beschickung auf den Rost gebracht und gezündet ist, geht die Verbrennung nicht gleichzeitig in der ganzen Tiefe der Beschickung vor sich. Sie ist im Gegenteil in irgendeinem Augenblick auf eine nahezu waagerechte Zone begrenzt, deren Dicke bei einer z. B. 25 bis 50 cm hohen Beschickung im allgemeinen weniger als 2,5 cm beträgt. In dieser Zone wird das Agglomeratgefüge zerstört und durch eine schwammartige Masse ersetzt, wobei der Übergang innerhalb weniger Sekunden durch örtliches Schmelzen der Beschickung erfolgt. Beim abwärts gerichteten Saugzug wird diese Zone vom fertigen Sinter überlagert und liegt auf ungebranntem Gut. Beim aufwärts gerichteten Verblasen dagegen befinden sich der fertige Sinter und das ungebrannte Gut in umgekehrter Lage.When the agglomerate feed is placed on the grate and is ignited, the combustion does not take place simultaneously in the full depth of the Loading in front of you. On the contrary, at some moment it is at a near point horizontal zone limited, the thickness of which at a z. B. 25 to 50 cm high loading is generally less than one inch. The agglomerate structure is in this zone destroyed and replaced by a spongy mass, the transition within a few seconds by local melting of the charge. When going down directed suction, this zone is overlaid by the finished sinter and rests on it unfired goods. When blowing upwards, on the other hand, there are the finished sinter and the unfired good in reverse position.

Es wird durchweg beobachtet, daß bald nach dem Einsetzen der Verbrennung in der Beschickung die Durchlässigkeit des ungebrannten Teiles der Beschickung bis auf einen Wert abnimmt, der erheblich unter dem Wert vor dem Beginn der Zündung liegt, und daß dieser niedrige Wert aufrechterhalten bleibt, bis die Verbrennung sich der Vollendung nähert. Dieser Durchlässigkeitsverlust ist auf eine Reihe von Gründen zurückgeführt worden.It is consistently observed that soon after the onset of combustion in the charge the permeability of the unfired part of the charge up to decreases to a value which is considerably below the value before the start of ignition and that this low value is maintained until combustion nearing completion. This loss of permeability is due to a number of Reasons.

Es ist nun gefunden worden, daß er insbesondere durch die Verdampfung des Wassers aus dem ungebrannten Gut in und nahe der Verbrennungszone herbeigeführt wird. Dieses Wasser gelangt in das aus der Verbrennungszone abgezogene Abgas, das durch das ungebrannte Gut gekühlt wird, wobei ein großer Teil seines Wassergehaltes kondensiert und das kondensierte Wasser die Poren der Beschickung teilweise verstopft. Das Kondensat wird teilweise von dem ungebrannten Gut aufgenommen, wodurch eine örtliche Erhöhung des Wassergehaltes eintritt, was zur Folge hat, daß die Festigkeit der Agglomerate verringert wird und die Beschickung unter einem entsprechenden Durchlässigkeitsverlust zusammenfallen kann. Diese Tendenz macht sich insbesondere bei abwärts gerichtetem Saugzug bemerkbar, weil das Zusammenfallen durch die Saugung und das Gewicht des aufliegenden Gutes begünstigt wird..It has now been found that in particular by evaporation of the water from the unfired material brought about in and near the combustion zone will. This water gets into the exhaust gas withdrawn from the combustion zone, the is cooled by the unfired good, with a large part his Condensed water content and the condensed water the pores of the feed partially clogged. The condensate is partially absorbed by the unfired material, whereby a local increase in the water content occurs, with the result that the strength of the agglomerates is reduced and the loading under a corresponding one Loss of permeability can coincide. This tendency is particularly evident noticeable when the suction is directed downwards, because the collapse caused by the suction and the weight of the goods on top is favored ..

Die vorbeschriebenen Erscheinungen schränken die Durchlässigkeit der Beschickung während der größeren Dauer der Sinterung ein und bestimmen in demselben Maße die Geschwindigkeit, mit welcher die Verbrennung fortschreitet, Erfindungsgemäß werden diese Schwierigkeiten und Nachteile nun dadurch vermieden, daß den Agglomeraten eine geringe Menge an Kalk in Pulverform zugesetzt wird, bevor sie auf den Sinterungsrost gelangen. An Stelle von Kalk oder zusammen mit ihm kann auch Magnesia in Pulverform Verwendung finden. Der Anteil an Kalk oder an Magnesia oder an beiden braucht 3% des Gewichtes der Agglomerate nicht zu überschreiten. Es wurde gefunden, daß sich durch den Kalk- und/oder Magnesiumzusatz der Durchlässigkeitsverlust während des Sinterns verringert, weil durch diesen Zuschlag die Beständigkeit der Agglomerate in Gegenwart des während des Sinterns kondensierten Wassers erhöht wird. Das in dem ungebrannten Gut wie vorbeschrieben kondensierte Wasser reagiert mit dem Kalk oder der Magnesia, so daß die Beständigkeit der Agglomerate aufrechterhalten bleibt. Damit diese Reaktion erfolgen kann, muß der Kalk oder die Magnesia gelöscht werden können. Wegen seines Preises und seiner Verfügbarkeit wird vorzugsweise Kalk verwendet, und zwar in Form von feingepulvertem ungelöschtem Kalk (gebranntem Kalk) oder in Form von trockengelöschtem Kalk (nicht vollständig gelöschtem Kalk), wie er in der Landwirtschaft verwendet wird. Die Magnesia kann als gebranntes Magnesiumoxyd oder als magnesiahaltiger Kalk, der in der Tat eine Mischung von Kalk und Magnesia darstellt, Verwendung finden, und zwar entweder in gebrannter oder in trocken gelöschter Form.The phenomena described above limit the permeability of the Charging during the greater duration of the sintering and determine in the same Measure the speed at which combustion proceeds, according to the invention these difficulties and disadvantages are now avoided by the fact that the agglomerates A small amount of powdered lime is added before putting it on the sintering grate reach. Instead of lime or together with it, magnesia in powder form can also be used Find use. The proportion of lime or magnesia or both needs 3% not to exceed the weight of the agglomerates. It was found that due to the addition of lime and / or magnesium, the loss of permeability during the Sintering is reduced because this additive reduces the resistance of the agglomerates is increased in the presence of the water condensed during sintering. This in The water condensed in the unfired material as described above reacts with the lime or magnesia, so that the agglomerates remain stable. In order for this reaction to take place, the lime or magnesia must be slaked can. Because of its price and availability, lime is preferred, in the form of finely powdered unslaked lime (quick lime) or in Form of dry slaked lime (not completely slaked lime), as found in the Agriculture is used. The magnesia can be as burnt magnesia or as lime containing magnesia, which is in fact a mixture of lime and magnesia, Find use, either in fired or dry-erased form.

Wenn die Agglomerate in einer drehbaren Mischtrommel mit Hubelementen hergestellt werden, kann der Kalk oder die Magnesia in Pulverform durch einen Förderer zugeführt werden, der die Trommel in der Nähe ihres Auslaufendes speist.When the agglomerates are in a rotating mixing drum with lifting elements The lime or magnesia can be produced in powder form by a conveyor are fed, which feeds the drum in the vicinity of its outlet end.

Zur Herstellung von festen Agglomeraten muß außer der Feuchtigkeit noch ein Bindemittel zugegen sein. Da einige Erze bereits in gefördertem Zustand ein Bindemittel enthalten, nämlich Ton oder Eisenoxydhydrat, kann in diesen Fällen das Agglomerieren lediglich durch Regelung des Wassergehaltes bewirkt werden. Die Erfindung ist indes bevorzugt anwendbar bei eisenhaltigem Gut, wie bei Erzen oder Pyritrückständen, die in der Regel von vornherein entweder kein Bindemittel oder nicht genug davon enthalten, um feste Agglomerate herstellen zu können. Dann wird dem Erz oder einem anderen zu sinternden Gut ein Bindemittel zugesetzt, vorzugsweise Bentonit oder ein anderer Ton, der eine gallertähnliche oder kolloidale Suspension mit Wasser bildet. Beispielsweise kann eine derartige Natrium-Bentonit-Emulsion auf das Gut gespritzt werden, bevor oder wenn es in den Mischer eintritt oder in den Anfangsstadien des Mischens. Ihre Verteilung im Gut kann vorteilhaft durch ein System von feststehenden oder drehenden Schaufeln erfolgen, die an einem Sammelband angebracht sind, das das Gut in den Mischer fördert.For the production of solid agglomerates, apart from moisture a binding agent must also be present. As some ores are already in the mined state A binder, namely clay or iron oxide hydrate, can be used in these cases the agglomeration can only be brought about by regulating the water content. the The invention is, however, preferably applicable to ferrous goods, such as ores or Pyrite residues, which are usually a priori either no binder or do not contain enough of them to produce solid agglomerates. Then it will be a binder is added to the ore or other material to be sintered, preferably Bentonite or another clay that is a gelatinous or colloidal suspension forms with water. For example, such a sodium bentonite emulsion be sprayed on the material before or as it enters the mixer or in the initial stages of mixing. Their distribution in the estate can be beneficial by a System of fixed or rotating blades attached to a collecting belt are attached, which promotes the material in the mixer.

Der Feuchtigkeitsgehalt des Gutes sollte so eingestellt werden, daß der Mischer soweit als möglich Agglomerate mit einem Durchmesser von 3,2 bis 9,6 mm erzeugt. Diese Korngröße kann Änderungen unterworfen sein. Es scheint aber, daß sie einen optimalen Wert für schnelles Sintern darstellt. Wenn die Agglomerate den Mischer verlassen, wird Kalkpulver oder ein anderes Pulver aufgebracht. Bei der Verwendung von Kalk findet ein nennenswerter Austausch der Kationen in Bentonit mit dem Kalzium des Kalkes statt, was zur Folge hat, daß die Viskosität des Bentonits gesteigert wird und die Agglomerate weiter verfestigt werden. Es scheint, daß die Reaktion zwischen einem Teil des Kalkes und den Abgasen eine zusätzliche Festigkeitssteigerung durch Absorption von in der Verbrennungszone entwickelter Kohlensäure ergibt.The moisture content of the goods should be adjusted so that the mixer as far as possible agglomerates with a diameter of 3.2 to 9.6 mm generated. This grain size can be subject to changes. But it seems that it represents an optimal value for rapid sintering. When the agglomerates den Leaving the mixer, lime powder or another powder is applied. In the When using lime, there is a significant exchange of cations in bentonite with the calcium of the lime instead, which has the consequence that the viscosity of the bentonite is increased and the agglomerates are further solidified. It seems that the Reaction between part of the lime and the exhaust gases an additional increase in strength by absorption of carbonic acid evolved in the combustion zone.

Bei der Herstellung der Agglomerate können auch andere Tone entweder in Form von Pulvern oder von Suspensionen zugesetzt werden. Bentonit der vorbeschriebenen Art ist jedoch besonders geeignet, weil er dem Gut schnell einverleibt wird. Kolloidale oder pseudokolloidale anorganische Verbindungen, wie Natriumsilikat, können Anwendung finden. Organische Bindemittel, wie Stärke, Dextrin und Sulfitlauge, können ebenfalls verwendet werden. Sie verlangen aber gewöhnlich eine genauere Kontrolle des Wassergehaltes als Tonbindemittel; darüber hinaus können sie ein Kleben in den Rutschen und den Förderern der Anlage hervorrufen.When producing the agglomerates, other clays can be used either be added in the form of powders or suspensions. Bentonite of the above Art is particularly suitable, however, because it is quickly incorporated into the property. Colloidal or pseudocolloidal inorganic compounds such as sodium silicate can apply Find. Organic binders such as starch, dextrin and sulphite liquor can also be used be used. However, they usually require more precise control of the water content as a clay binder; In addition, they can stick in the slides and the Evoke conveyors of the system.

Es ist schwieriger, Konzentrate in Agglomerate überzuführen als Feinerze, und die einmal erhaltene Struktur geht im ersteren Fall auch leichter wieder verloren. Nachstehend wird an einem Beispiel die Anwendung des Erfindungsgegenstandes auf ein Gut beschrieben, das in großem Umfange aus Konzentraten besteht. Beispiel 1 Die zu sinternde Mischung hatte folgende Zu- Äußerst feine norwegische Sydvaranger- Konzentrate ... ........ ............. 65°/o Aus Eisenerz abgesiebte Feinerze (-9,6 mm) .. . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15% Rückgeführtes Feingut (zwecks nochmali- ger Sinterung wieder aufgegebener Rost- durchfall) ........................... 20% 1000/0 Dieser Mischung wurden 3% Koksklein, weniger als 6,4 mm, und 0,25% Bentonit in Form einer wässerigen Suspension zugegeben. Der Feuchtigkeitsgehalt der so gebildeten Mischung betrug etwa 8%. Die in Agglomeratform übergeführten Mischungsbestandteile befanden sich in einem Drehmischer. Trocken gelöschter Kalk in einer Menge von 1,9 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge an Konzentraten und Feingut, wurde auf die Agglomerate beim Verlassen des Mischers gestreut. Anschließend wurden die mit einer dünnen Kalkschicht überzogenen Agglomerate gesintert, wobei die Höhe der Beschickung 305 mm und der Anfangssaugzug 1016 mm Wassersäule betrug. Nach 20 Minuten war das Sintern beendet. Wenn dieselben Agglomerate, aber ohne Bentonit-oder Kalkzusatz, in der gleichen Weise hergestellt und gesintert wurden, war das Sintern erst nach mehr als 40 Minuten beendet, obschon der Anfangssaugzug bei über 1145 mm Wassersäule lag.It is more difficult to convert concentrates into agglomerates than fine ores, and the structure, once obtained, is also more easily lost in the former case. The application of the subject matter of the invention to a product which consists to a large extent of concentrates is described below using an example. Example 1 The mixture to be sintered had the following ingredients Extremely fine Norwegian Sydvaranger Concentrates ... ........ ............. 65 ° / o Fine ores sieved from iron ore (-9.6 mm) ... . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15% Returned fine material (for the purpose of repeated ger sintering of abandoned rust diarrhea) ........................... 20% 1000/0 3% coke coke, less than 6.4 mm, and 0.25% bentonite were added to this mixture in the form of an aqueous suspension. The moisture content of the mixture so formed was about 8%. The mixture components, which were converted into agglomerate form, were in a rotary mixer. Dry slaked lime in an amount of 1.9 percent by weight, based on the total amount of concentrates and fines, was sprinkled on the agglomerates when they left the mixer. The agglomerates, coated with a thin layer of lime, were then sintered, the height of the feed being 305 mm and the initial suction being 1016 mm water column. The sintering was finished after 20 minutes. If the same agglomerates, but without the addition of bentonite or lime, were produced and sintered in the same way, the sintering was only ended after more than 40 minutes, although the initial suction was above 1145 mm water column.

Beispiel 2 Es wurde ein Erz verwendet, das Ton als Bindemittel enthielt. Dem Mischer wurden zugeführt: Äußerst feine norwegische Sydvaranger- Magnetitkonzentrate . . ............... 20% Aus tonhaltigem Eisenerz abgesiebtes Feinerz (-9,6 mm) . . . . . . . . . . . . . . . . . 60% Rückgeführtes Feingut (zwecks nochmali- ger Sinterung wieder aufgegebener Rost- durchfall) ........................... 20% 100% Dieser Mischung wurde Koksklein, weniger als 6,4 mm, in einer Menge von 51Y9 zugesetzt und kein Bentonit. Der Wassergehalt der Gesamtmischung betrug 9%. Trocken gelöschter Kalk in einer Menge von 1,2 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge an Konzentraten und Feingut, wurde auf die im Mischer gebildeten Agglomerate gestreut. Die Dauer der Sinterung betrug bei einer Schichtdicke auf dem Rost von 305 mm und einem Anfangssaugzug von 1016 mm Wassersäule 17 bis 18 Minuten. Wenn dagegen kein Kalk zugesetzt wurde, stieg die zur vollständigen Sinterung benötigte Zeit auf 27 Minuten.Example 2 An ore containing clay as a binder was used. The mixer was fed: Extremely fine Norwegian Sydvaranger Magnetite concentrates . . ............... 20% Sieved from clayey iron ore Fine ore (-9.6 mm). . . . . . . . . . . . . . . . . 60% Returned fine material (for the purpose of repeated ger sintering of abandoned rust diarrhea) ........................... 20% 100% To this mixture was added coke coke, less than 6.4 mm, in an amount of 51Y9 and no bentonite. The water content of the total mixture was 9%. Dry slaked lime in an amount of 1.2 percent by weight, based on the total amount of concentrates and fines, was sprinkled on the agglomerates formed in the mixer. The duration of the sintering was 17 to 18 minutes with a layer thickness on the grate of 305 mm and an initial suction of 1016 mm water column. If, on the other hand, no lime was added, the time required for complete sintering increased to 27 minutes.

Als ein weiteres Beispiel von Stoffen, auf die der Erfindungsgegenstand Anwendung finden kann, seien Bleierzkonzentrate genannt.As another example of substances on which the subject invention Can be used lead ore concentrates are mentioned.

Der Erfindungsgegenstand kann Anwendung finden beim Sintern auf feststehenden Rosten, z. B. nach Art der Greenawalt-Roste, oder beim Sintern auf bewegten Rosten, z. B. nach Art der Dwight-Lloyd-Roste.The subject matter of the invention can be used for sintering on stationary ones Rusting, e.g. B. in the manner of Greenawalt grates, or when sintering on moving grates, z. B. in the manner of Dwight-Lloyd gratings.

Einer der Vorteile des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß der Anteil an sehr feinem Gut über die gewöhnliche Menge hinaus gesteigert werden kann, ohne daß das Ausbringen an fertigem Sinter hierdurch irgendwie beeinträchtigt wird.One of the advantages of the subject invention is that the The proportion of very fine goods can be increased beyond the usual amount, without the application of the finished sinter being impaired in any way.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for the pretreatment of ores to be sintered on grates, ore concentrates and metal-containing residues by an agglomeration upstream of the sintering, characterized in that the material after agglomeration into spherical pieces with a small amount of lime or magnesia powder or with both Powder containing substances is added.

2. Procedure according to Claim 1, characterized in that the agglomeration in one with lifting elements equipped drum mixer and the powder is made of lime, magnesia or magnesium-containing Lime is introduced into the drum near the outlet end.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the agglomeration using a binder happens.

4. The method according to claim 3, characterized in "that as a binder Bentonite or another, with water a gall-like or colloidal suspension forming clay is used.

5. The method according to claim 4, characterized in that that an aqueous sodium Bentont suspension is used as the binder, the before or when the material enters the mixer or in the first stage of mixing is sprayed on the property.

6. The method according to claims 1 to 5, characterized in that that the lime, magnesia or lime-magnesia additive by sprinkling fine powders takes place in an undeleted or dry-erased state.

7. Application of the procedure according to claims 1 to 6 on ferrous material. B. Application of the procedure according to claims 1 to 6 on a material consisting mainly of ore concentrates.