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Verfahren zur Herstellung hochwertiger Eisenerzagglomerate aus eisenhaltigem
Schlamm Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von eisenhaltigem Schlamm.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren, mit dem man Eisenerzagglomerate
erhält, indem Hochofengichtstaub und Staub aus dem Abgasstrom eines Siemens-Martin-Ofens
gemischt werden.
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Der Staub, der beim Betrieb eines Hochofens entsteht, enthält heutzutage
30 bis 401/o Eisen, 20 bis 30% Kohlenstoff, 1 bis 29/o Blei und 1 bis 5% Zink. Der
Staub aus den Abgasen eines Siemens-Martin-Ofens, der während des Betriebs eines
solchen Ofens anfällt, enthält 55 bis 65 9/o Eisen, 1 bis 5% Blei und 5 bis 101/o
Zink. In diesem Zustand enthält also der zuerst genannte Staub zu wenig Eisen, und
der zuletzt genannte hat einen zu hohen Gehalt an Blei und Zink, als daß diese Stäube
als Rohmaterialien zur Herstellung von Eisen geeignet wären. Der Hochofenstaub wird
daher magnetisch getrennt, und das magnetisch abgeschiedene Eisen wird in brikettierter
oder gesinterter Form verwendet, indem es in ein Rohmaterial eingemischt wird, das
so, wie es ist, gesintert wird. Da jedoch Blei und Zink, die in dem Staub enthalten
sind, sowohl in magnetischen als auch in unmagnetischen Teilchen des Staubes vorkommen,
so ist es schwierig, das Blei und Zink durch Magnetabscheidung abzutrennen.
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Selbst wenn ein solcher Staub gesintert wird, so können, da das Sinterüngsverfähren
in oxydierender Atmosphäre durchgeführt wird, diese Stoffe nur schwer abgetrennt
werden, und sie verbleiben in den behandelten Erzen.
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Der Staub aus den Abgasen eines Siemens-Martin-Ofens ist ein feines
Pulver und enthält so viel Wasser, Blei und Zink, daß er bis jetzt noch nicht verwendet,
sondern verworfen wurde.
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Gemäß der Erfindung werden diese Schwierigkeiten beseitigt, so daß
Hochofengichtstaub und Staub vom Siemens-Martin-Ofen brauchbar verwertet werden
können.
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Ein wichtiges Ziel der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung,
hochwertiger Eisenerzagglomerate. Dabei werden. Briketts hergestellt, indem Hochofengichtstaub
und Siemens-Martin-Ofen-Staub miteinander in bestimmtem Verhältnis vermischt und
dann gebrannt werden. Das in den Stäuben enthaltene Blei und Zink wird hierbei gewonnen.
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Weitere Ziele der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnung
erläutert, in der B i 1 d 1 eine Brikettformmaschine und B i 1 d 2 eine Brikettbrennanlage
darstellt. Zunächst werden gemäß der Erfindung Hochofengichtstaub und Siemens-Martin-Ofen-Staub
miteinander vermischt, so daß der Kohlegehalt auf 5 bis 15 9/0 eingestellt werden
kann. Gemäß der Erfindung werden, wie später beschrieben wird, Briketts geformt,
deren Durchmesser etwa 10 bis 50 mm beträgt. .Bei einem Brikettdurchmesser von 10
bis 50 mm und einem Kohlenstoffgehalt unter 5 °/0 ist die Reduzierfähigkeit gering,
jedoch bei mehr als 15% Kohlenstoff besteht die Gefahr der Schmelzung.
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Der Hochofengichtstaub enthält 20 bis 30%.Kohlenstoff, wie dies oben
beschrieben wurde. Der Staub wird durch Einstellung des Kohlenstoffgehalts selbstgängig
gemacht.
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Die. gemischten Staubsorten, deren Kohlenstoffgehalt, nach obiger
Beschreibung eingestellt worden ist, werden gemäß folgendem ..Beispiel weiterbehandelt.
Mittels einer- Walzenpresse. mit Doppelwalzen werden Rohbriketts -mit einem- Durchmesser
von etwa 10 bis 50 mm gepreßt. Vorzugsweise sollten diese, Rohbriketts eine Porosität
von mehr als 20% aufweisen. Es kann auch ein gemischtes Rohmaterial verformt werden,
das etwa 20% Wasser enthält, wobei die Verformung mit einer Doppelwalzenpresse durchgeführt
wird.
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Die Brenntemperatur der Briketts soll bei 1000 bis 1250° C liegen.
In den Briketts enthaltenes Zinkoxyd
wird durch ebenfalls in den
Briketts befindlichen Kohlenstoff reduziert und bei einer Temperatur über 907° C
das hierbei gebildete Zink verdampft. Dadurch weisen auch die Briketts eine genügende
Härte auf. Die Verdampfungstemperatur von Blei beträgt l525° C.
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Liegt die Brenntemperatur unterhalb 1000°C, so kann Zink nicht mit
Sicherheit verdampft werden. Oberhalb 1200° C schmelzen die Briketts, werden kompakt
und hart, wodurch das Reduktionsvermögen der Briketts bei ihrer Verwendung in einem
Hochofen verschlechtert wird.
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Das verdampfte Zink und Blei bilden durch Berührung mit der Luft pulverförmige
Oxyde und können leicht entfernt werden.
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Vergleicht man die Erfindung z. B. mit dem Pelletisierverfahren, dann
kann man feststellen, daß dort erst bei einem Wassergehalt von etwa 10% verformt
werden kann, und selbst wenn der Wassergehalt bis auf 10% gesenkt worden ist, dann
können eine Verformung und ein Brennen nur durchgeführt werden, wenn das Material
richtig getrocknet und vorgewärmt wird, außerdem ist es im wesentlichen pulverförmig.
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Gemäß der Erfindung können nicht nur Hochofengichtstaub und Staub
von Siemens-Martin-Öfen trocken oder naß gemischt und gebrannt werden, wie dies
oben beschrieben ist, sondern es können auch gepulverte Erze, Konverterstaub, Schwefelsäureschlamm,
Eisensand und Farbstoffschlamm gemischt und verwendet werden.
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Wie oben erwähnt, bestehen die vorteilhaften Wirkungen bei der Benutzung
der vorliegenden Erfindung darin, daß die bisher als Abfall verworfenen trockenen
und nassen Stäube gemischt und gebrannt und die Stäube mithin zu qualitativ hochwertigen
Eisenerzagglomeraten verarbeitet werden können, wobei schädliche Bestandteile wie
Blei und Zink entfernt werden, wodurch die Lebensdauer des Hochofens verlängert
wird.
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Als Beispiel für die Konstruktion und den Betrieb der erfindungsgemäßen
Vorrichtung wird im folgenden im einzelnen eine in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform
erläutert.
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B i 1 d 1 zeigt eine Brikettpresse, wobei mit 1 ein Beschickungstrichter,
mit 2 eine Formwalze, mit 3 eine Austragsrinne, mit 11 das Rohmaterial und mit 12
ein Rohbrikett bezeichnet sind; B i 1 d 2 zeigt schematisch den Brennvorgang, wobei
4 einen Brennofen, 5 einen Eisenrost, 6 einen Windkasten und 7 ein Abgasgebläse,
8 einen Kühler, 9 einen Zyklon, 10 einen Kamin, 13 die
Brikettfüllung darstellt. Die Pfeile 14 zeigen die Richtung der Gasströmung an.
Zwei Rohmaterialien, z. B. Hochofengichtstaub und Staub von einem Siemens-Martin-Ofen,
werden so miteinander vermischt, daß der Kohlenstoff auf etwa 5 bis 15% eingestellt
wird, anschließend wird diese Mischung in den Fülltrichter 11 gegeben und
vermittels der Formungswalzen 2
gepreßt und geformt, und die Formstücke werden
durch die Rinne 3 ausgetragen. Der Preßdruck und die Drehgeschwindigkeit können
je nach dem Mischzustand der Rohmaterialien so gewählt werden, daß man Briketts
mit einer Porosität von über 200,10 erhält. Die Rohbriketts werden in den Brennofen
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eingebracht, Luft wird vermittels des Gebläses 7 nach unten gesaugt, die
Beschickung wird an der Oberfläche entzündet und die Brenntemperatur auf 1000 bis
l250° C eingestellt. Da der Brennvorgang in reduzierender Atmosphäre abläuft, werden
Blei und Zink verdampft und mit den übrigen Gasen abgesaugt. Sie kommen daher im
Windkasten 6 mit Luft in Berührung, so daß man pulverförmige Oxyde vermittels des
Zyklons 9 abtrennen kann. Nach der Entfernung von Kohlenstoff, Blei und Zink bilden
die gebrannten Briketts Eisenerzagglomerate hoher Qualität, z. B. mit einem Eisengehalt
von etwa 60 %.
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Bei der obigen Ausführungsform erfolgte der Sog nach unten. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung ist jedoch nicht auf eine nach unten gerichtete Saugwirkung beschränkt,
sondern auch bei einem Sog nach oben kann die Vorrichtung genau in gleicher Weise
ausgebildet werden, und man erhält die gleiche vorteilhafte Wirkung, wenn man von
der Gitteroberfläche aus zündet. Beispiel Aus einer Mischung von 30% Hochofenstaub
und 70% Siemens-Martin-Ofen-Staub werden Rohbriketts hergestellt, deren Porosität
25 % beträgt und die folgende Zusammensetzung aufweisen:
| Fe ......... 48,4% Zn ........ 4,08% |
| C ......... 10,5% Pb ........ 3,020/e |
Durch Brennen erhält man dann Briketts mit folgender Zusammensetzung:
| Fe ......... 62,2% Zn ........ 0,5501a |
| C ......... 0,5110 Pb ........ 0,27% |
Die Anteile der Entfernung von Zink und Blei betrugen daher 86,5 bzw. 91,5 0/0.