DE1186887B - Verfahren und Vorrichtung zur Verhuettung feinkoerniger Eisenerze in einem elektrisch, mittels Elektroden erhitzten Schwebebett aus Feinkohle - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Verhüttung feinkörniger Eisenerze in einem elektrisch, mittels Elektroden erhitzten Schwebebett aus Feinkohle Die Erfindung betrifft die Reduktion von feinkörnigen Eisenerzen im Schwebebett und besonders ein Verfahren und eine Vorrichtung, um die Vorwärmung des Erzes für den elektrischen Schwebebettofen auf besonders einfache und wirtschaftliche Weise in den dafür geeigneten Fällen durchzuführen.
• Verfahren und Vorrichtung zum Verhütten feinkörniger Erze in Schwebebettöfen sind an sich bekannt, doch arbeiten diese bekannten Verfahren und Vorrichtungen meist ohne eine Vorbehandlung der zu verhüttenden Erze, oder aber eine dem Schwebebettofen vorgeschaltete Einrichtung setzt für ihren Betrieb zusätzliche Aufwendungen an Energie voraus, so daß der sich aus dieser Vorbehandlung ergebende Vorteil in einem erheblichen Umfang sich wieder vermindert. Infolgedessen werden sowohl Schwebebettöfen als auch andere Reduktionsöfen meist öffne eine Vorbehandlung des Beschickungsgutes betrieben.
• Es sind auch Verfahren bekanntgeworden für die Reduktion von Eisenerzen im Schwebebett, bei denen ein Gemisch aus feinkörniger Kohle und feinkörnigem Erz mit Kohle im überschuß durch in ein Fließ- oder Schwebebett eintauchende Elektroden erhitzt wird.
• Die Wirtschaftlichkeit solcher Verfahren, bei denen der Energiebedarf durch elektrischen Strom gedeckt wird, hängt in den meisten Fällen von der Höhe des Stromverbrauches pro Tonne ausgebrachten Produktes ab. Es liegt deshalb nahe, dafür zu sorgen, daß neben anderen Energieeinsparungsmaßnahmen nur diejenige Wärmemenge aus elektrischer Energie gedeckt wird, die für die Durchführung des Prozesses aus anderen Quellen nicht zur Verfügung steht. Insbesondere ist es das Bestreben, die fühlbare Wärme für die Aufheizung der reagierenden Stoffe auf die Reaktionstemperatur soweit wie möglich direkt als fühlbare Wärme in den Prozeß einzubringen.
• Dieses vereinfachte Vorwärmeverfahren wird dadurch erreicht, daß der elektrische Reduktionsprozeß gekoppelt wird mit einer Vorwärmbehandlung des Erzes bzw. einer Vorstufe des Erzes, die unter Freiwerden von Wärme verläuft. Der exotherme vorgeschaltete Prozeß . liefert damit die fühlbare Wärme für die Vorwärmung des Erzes.
• Erfindungsgemäß wird als exothermer Vorschaltprozeß das Abrösten sulfidischer Eisenerze herangezogen. Es ist bekannt, daß dieser Abröstprozeß unter Freiwerden von Wärme verläuft. Eine besonders vorteilhafte Durchführungsform dieses Röstprozesses ergibt sich im Schwebebett. Das feinkörnige sulfidische Roherz wird bei einer Temperatur von etwa 800 bis 900°C mittels oxydierender Gase im Fließbett behandelt, wobei die Eisensulfide in Eisenoxyde umgewandelt werden.
• Um die Rösttemperatur trotz der erheblichen Reaktionswärme des Prozesses auf der genannten günstigsten Höhe von etwa 800 bis 900° C zu halten, wurden bisher bei solchen Röstprozessen gewisse Maßnahmen. angewandt, um die notwendige Kühlwirkung zu erzielen. So erfolgte die Kühlung des Reaktionsraumes meist mittels wasserdurchflossener Rohre oder durch die Einführung von kaltem inertem Gas in den Reaktionsraum.
• In beiden Fällen aber bleibt die fühlbare Wärme des Reaktionsgutes, die bei der nachfolgenden Verhüttung desselben mittels der elektrischen Energie wieder aufgebracht werden muß, zu einem beträchtlichen Teil ungenutzt, und es erfordern solche Verfahren die obengenannten zusätzlichen Aufwendungen für die Kühlung.
• Gegenüber diesen Nachteilen wird vorgeschlagen, als Kühlmittel beim Röstprozeß zu verhüttende feinkörnige, oxydische Erze zuzusetzen und das heiße Mischprodukt dieses modifizierten Röstprozesses direkt und unter möglichster Aufrechterhaltung seiner fühlbaren Wärme der Verhüttung im Elektrofiießbettofen zuzuführen. Die Vorteile dieser Arbeitsweise sind, daß man 1. beim Röstprozeß besondere Maßnahmen oder Aufwendungen für die Kühlung des Reaktionsraumes einspart und 2. sich auch der Strombedarf des Elektroverhüttungsprozesses ohne besonderen Aufwand entsprechend der fühlbaren Wärme des in dem Vorschaltprozeß erhitzten Gases verringert. Die Röstprodukte enthalten meist noch erhebliche Mengen von Stoffen, die bei der Verhüttung unerwünscht sind, z. B. Schwefel, Kupfer, Zink. Durch die Verdünnung mit einem geeigneten Kühlerz, das diese Stoffe nicht oder nur in geringem Maße enthält, wird dieser Nachteil verringert oder aufgehoben.
• Damit erweist sich die vorgeschlagene Kombination als ein echter Kuppelprozeß, der nicht nur eine Addition seiner Komponenten darstellt, sondern bei dem jeder Teilprozeß durch die Kupplung mit dem anderen Teilprozeß in seinen Ergebnissen verbessert ist.
• In der Figur ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens schematisch dargestellt. Für das Verständnis der Erfindung unwichtige Teile der Vorrichtung sind der ßbersichtlichkeit halber weggelassen.
• Mit 1 ist ein Schwebebett-Reduktionsofen bezeichnet, mit .2 der Schwebebett-Röstofen und mit 3 und 4 je ein Beschickungsbunker für die zu - verhüttenden Erze. Das dem Bunker 3 entnommene sulfidische Erz gelangt durch das Beschickungsrohr 5, das mit einer Förderschnecke 6 ausgerüstet ist, in den Schwebebett-Röstofen 2, wo die Vorbehandlung des Gutes vor sich geht.
• Diese Vorbehandlung erfolgt bei dem exothermen Prozeß des Abröstens sulfidischer Erze unter Freiwerden von Wärme. Der Röstofen ist mit besonderen Einlässen 7 und 8 versehen, die das Zuführen von Luft oder mit Luftsauerstoff angereicherten Gasen in den Schwebebett-Röstofen ermöglichen und welche den Schwebezustand des feinkörnigen Gutes bewirken bzw. erhalten.
• Das zur Herabsetzung der Temperatur verwendete oxydische Erz gelangt durch ein weiteres, mit einer Schnecke 9 versehenes Förderrohr 10 in den Schwebebett-Röstofen 2, von wo es gemeinsam mit dem sulfidischen Erz über einen Zwischenbunker in den Reduktions-Schwebebettofen gelangt und dort verhüttet wird. Durch Thermostate, welche bei Erreichen einer bestimmten Temperatur in dem Schwebebett-Röstofen die als Beschickungsvorrichtung dienende Förderschnecke der Zuteilungsrohre der Bunker in Betrieb setzen und eine Fallklappe öffnen, welche den Zutritt des Erzes in die Bunker freigibt, erfolgt die Beschickung des Röstofens, sobald der unter Freiwerden von Wärme verlaufende Röstprozeß der sulfidischen . Erze einen solchen Temperaturanstieg erreicht hat, daß ein Sintern der eingegebenen Erze auftreten könnte.
• Der Schwebebett-Röstofen ist mit einem Rost 11 a ausgerüstet, auf welchem das eingebrachte Gut vor Betriebseröffnung lagert und durch welchen ein Absinken des Feinerzes in die Luft- und Gaszutrittsöffnungen 7 und 8 verhindert wird.
• Durch die Einblasöffnungen 7 und 8 können auch reduzierende Gase, wie z. B. Erdgase od. dgl., oder Öle in den Schwebebett-Röstöfen eingeblasen werden.
• Aus dem Röstofen 2 gelangt das vorbehandelte Gut durch ein weiteres Beschickungsrohr 12, das ziemlich hoch in den Bereich des Schwebebettes des Röstofens einragt, in einen Zwischenbunker 13 und von dort über eine Zuteileinrichtung 14 in den Schwebebettofen 1, wo das vorbehandelte und erwärmte Gut ausreduziert wird. Die Reduktionsprodukte werden bei der Abstichöffnung 19 flüssig abgezogen.
• Die Abgase des Röstschwebebettes 2 ziehen durch die Auslaßöffnungen 9 a ab. Es besteht die Möglichkeit, daß man feinkörnige Kohle, die das Schwebebett im Reduktionsofen 1 bildet, und die im Verlauf des Prozesses ergänzt werden muß, durch die Einblasöffnungen 7 und B. dem in der Vorbehandlung entstehenden Gut im Schwebebett-Röstofen zuführt. Der Großteil der benötigten Feinkohle für das Schwebebett im Reduktionsofen 1 wird aus einem diesem Ofen zugeordneten Bunker 15 entnommen, der über ein Beschickungsrohr 16 unmittelbar mit dem Ofen 1 in Verbindung steht.
• Die Stromübertragung auf das im Reduktionsofen befindliche Bett aus feinkörniger Kohle erfolgt durch die Elektroden 11. Das Ofengas des Schwebebett-Reduktionsofens 1 wird durch das Rohr 17 abgezogen und kann nach Reinigung einer weiteren Verwendung zugeführt werden.
• Im allgemeinen soll das Erz-Kohle-Gemisch sowohl des Reduktionsofens als auch des Röstofens in einer Größe bis 5 mm verwendet werden.
• Ein der Unterstützung des Schwebezustandes dienendes und evtl. zu erhitzendes Gas, wie Wasserstoffgas, welches für Hydrierzwecke gebraucht wird, kann bei 18 und 18' dem Reduktions-Schwebebettofen zugeleitet werden.
• Die Erfindung bezieht sich nicht nur auf elektrisch erhitzte Schwebebettöfen, sondern sie umfaßt alle dem Erfindungsgedanken zugrunde liegenden Ausführungen von Schwebebettöfen, also auch Schachtöfen, die als Schwebebettöfen betrieben werden.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren für die Verhüttung von feinkörnigen Eisenerzen in einem elektrisch erhitzten Bett aus Feinkohle, die unter dem Einfluß der elektrischen Erhitzung in einen Schwebezustand gerät, wobei die Stromzuführung mittels in das Feinkohlebett einragender Elektroden erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß feinkörniges, oxydisches Erz einem mit sulfidischen Erzen beschickten, im exothermen Verfahren arbeitenden Schwebebett-Röstofen als Kühlmittel zugesetzt und dieses nachfolgend zusammen mit dem heißen Röstprodukt dem Schwebebett-Reduktionsofen zur Verhüttung zugeführt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schwebebett-Röstofen eine Temperatur von 800 bis 900° C durch das Zufügen des als Kühlmittel dienenden oxydischen Feinerzes zu dem sulfidischen Erz gehalten wird.
3. 3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schwebebett-Röstofen zusätzlich mit Sauerstoff angereicherte Gase und/oder angereicherte oxydische Mittel, z. B. Wasserdampf, Kohlensäure, zugeführt werden.
4. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender, an sich bekannter Merkmale: a) ein Schwebebettofen (1) als Reduktionshauptofen, b) daß als Röstofen ein dem Reduktionsofen vorgeschalteter Schwebebettofen (2) dient, und c) Zuteilorgane (5, 6; 9, 10) für geregelte Mischung von sulfidischem und oxydischem Erz.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine über Thermostate gesteuerte Antriebsvorrichtung sowohl der Zuteileinrichtungen für oxydisches (9, 10) als auch für sulfidisches (5, 6) Erz und eine von den Thermostaten oder vom Zustand der Schwebebetten über Regeleinrichtungen beeinflußte Gebläseeinrichtung (7, 8; 18, 18') für die zur Erzielung des Schwebezustandes erforderlichen Gase für den Röst- als auch den Reduktionsofen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 442 776; französische Patentschrift Nr. 1161452; USA.-Patentschrift Nr. 2 481217; »Revue Technique Luxembourgeoise«, 1959, Nr. 1 von Januar bis März, S. 28 und 29.