Verfahren zum Pelletisieren feinkörniger Erze, vorzugsweise als Vorbereitung
für die Direktreduktion Es ist bekannt, feinkörnige Erze, insbesondere oxydische
und/oder karbonatische Eisenerze nach entsprechend feiner Aufmahlung und Befeuchtung
durch einen Abrollvorgang, z. B. auf Pelletisiertellern oder in Granuliertrommeln,
zu kugelförmigen Gebilden, den sogenannten Pellets oder Granalien, zu verformen.
Der für die Pelletisierung erforderliche Aufmahlungsgrad hängt von der Bindefähigkeit
des verwendeten Erzes ab und liegt im allgemeinen bei etwa 70 % unter 4 bis 60 u.
Diese Operation des Pelletisierens oder Granulierens hat unter anderem erhebliche
Bedeutung als Vorbereitung für die direkte Reduktion von oxydischen und/oder karbonatischen
Eisenerzen im Drehrohrofen mit Hilfe von den Pellets einverleibten oder der Charge
extra zugemischten kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels erlangt. Der Einsatz solcher
Pellets oder Granalien an Stelle von stückigen Erzen in die Direktreduktion bietet
nicht nur den Vorteil, daß man das einzusetzende Erz vorher beliebig fein aufmahlen
und dementsprechend gut aufbereiten kann, so daß in die Reduktion sehr hochprozentige
Erze eingesetzt werden können, sondern auch noch den weiteren Vorteil, daß die Pellets
infolge ihrer großen Innenoberfläche chemisch sehr reaktionsfreudig sind und daher
eine raschere Reduktion gestatten, als bei Einsatz stückiger Erze möglich wäre.
Darüber hinaus ist ein in Form von Kugeln gleichmäßigen Durchmessers anfallendes
schwammeisenartiges Produkt wertvoller als ein pulverförmiges bzw. ein zusammengesintertes
Produkt sehr unterschiedlicher Teilchengröße.Process for pelletizing fine-grained ores, preferably as a preparation
for direct reduction It is known to use fine-grained ores, especially oxidic ores
and / or carbonate iron ores after appropriately fine grinding and moistening
by a rolling process, e.g. B. on pelletizing plates or in granulating drums,
to form spherical structures, the so-called pellets or granules.
The degree of grinding required for pelletization depends on the binding capacity
of the ore used and is generally about 70% below 4 to 60 u.
This operation of pelletizing or granulating has, among other things, considerable
Significance as preparation for the direct reduction of oxidic and / or carbonate
Iron ores incorporated in the rotary kiln with the help of the pellets or the batch
extra added carbon-containing reducing agent obtained. The use of such
Pellets or granules instead of lumpy ores in the direct reduction offers
not only has the advantage that the ore to be used can be ground up as finely as desired beforehand
and accordingly can prepare well, so that in the reduction very high percentage
Ores can be used, but also have the further advantage that the pellets
are chemically very reactive due to their large inner surface and therefore
allow a faster reduction than would be possible with the use of lumpy ores.
In addition, there is one in the form of spheres of uniform diameter
A sponge iron-like product is more valuable than a powdery or sintered one
Product of very different particle sizes.
Eine wesentliche Anforderung, die gerade für solche Verfahren der
direkten Reduktion im Drehrohrofen an die Erzpellets gestellt wird, ist das Erfordernis
ausreichender Festigkeit. Bei der Pelletfestigkeit wird unterschieden zwischen der
sogenannten Grünstandsfestigkeit, d. h. der Festigkeit der feuchten Pellets, der
Trockenfestigkeit, d. h. der Festigkeit der Pellets nach dem Trocknen, die Festigkeit
der Pellets nach dem Hartbrennen und die Festigkeit der Pellets nach dem Reduzieren
zu Metallschwamm. Gemäß nicht zum bekannten Stand der Technik gehörenden älteren
Vorschlägen können auch grüne, d. h. ungetrocknete und ungebrannte Pellets direkt
in den Drehrohrofen eingeführt und zu Metallschwamm reduziert werden. In diesem
Fall ist natürlich die Pelletfestigkeit nach dem Hartbrennen nicht von Interesse.An essential requirement that is particularly important for such procedures
Direct reduction in the rotary kiln to the ore pellets is the requirement
sufficient strength. A distinction is made between the pellet strength
so-called green strength, d. H. the firmness of the moist pellets, the
Dry strength, d. H. the strength of the pellets after drying, the strength
of the pellets after hard burning and the strength of the pellets after reducing
to metal sponge. According to older ones not belonging to the known state of the art
Suggestions can also be green, i. H. undried and unfired pellets directly
introduced into the rotary kiln and reduced to metal sponge. In this
In this case, of course, the pellet strength after hard firing is of no interest.
Weitaus am höchsten ist die Pelletfestigkeit nach dem Hartbrennen
bzw. Reduzieren, wesentlich geringer dagegen die Festigkeit der grünen Pellets.
Noch schlechter als die Festigkeit der grünen Pellets ist die Festigkeit der Pellets
nach dem Trocknen und vor dem Hartbrennen bzw. Reduzieren, solange die Pellets nur
aus den Erzen und Wasser ohne zusätzliche Bindemittel aufgebaut werden.The pellet strength is by far the highest after hard burning
or reduce, but the strength of the green pellets is much lower.
The strength of the pellets is even worse than the strength of the green pellets
after drying and before hard burning or reducing, as long as the pellets only
can be built up from the ores and water without additional binding agents.
Es ist auch bekannt, daß die Pelletfestigkeit durch Zusatz von Bindemitteln
erhöht werden kann. Als solche Bindemittel sind vor allem Kalk in Form von gebranntem
und gelöschtem Kalk, Ton in Form von Bentonit, Montmorillonit u. dgl. und Stärke
bekannt.It is also known that the pellet strength can be increased by adding binders
can be increased. Such binders are mainly lime in the form of burnt
and slaked lime, clay in the form of bentonite, montmorillonite and the like, and starch
known.
Pellets, die unter Verwendung solcher Bindemittel hergestellt sind,
zeigen den Abfall der Festigkeit vom grünen zum trockenen Zustand nicht, sondern
im Gegenteil eine leichte Zunahme der Festigkeit. Ein Nachteil dieser bekannten
festigkeitserhöhenden Zusätze besteht darin, daß die im allgemeinen sehr hohe Reinheit
des in die Pelletisierung eingesetzten feinkörnigen Konzentrates durch dieses Zusätze
wieder teilweise verschlechtert wird. Der einzige festigkeitserhöhende Zusatz, der
diese nachteilige Eigenschaft nicht zeigt und auch die weitaus beste Festigkeitserhöhung
ergibt, nämlich Stärke, üblicherweise in Form einer etwa 10o/oigen Lösung, ist dagegen
wegen ihres wesentlich höheren Preises wirtschaftlich praktisch nicht anwendbar.Pellets made using such binders,
do not show the drop in strength from the green to the dry state, but
on the contrary, a slight increase in strength. A disadvantage of this known
Strength-increasing additives are that the generally very high purity
of the fine-grain concentrate used in the pelletization by these additives
again partially deteriorated. The only strength-increasing additive that
this disadvantageous property does not show and also by far the best increase in strength
results, namely starch, usually in the form of an approximately 10% solution, is against it
economically inapplicable due to their much higher price.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung der bekannten
Festigkeitserhöhung von Pellets aus feinkörnigen Eisen- und/oder Nickeloxyden bzw.
oxydischen oder karbonatischen Eisen- und/oder Nickelerzen mittels festigkeitserhöhenden
Zusätzen, die diese Nachteile vermeidet. Erfindungsgemäß wird als festigkeitserhöhender
Zusatz verdünnte Salpetersäure verwendet. Dadurch können Festigkeitserhöhungen erzielt
werden, die sogar noch über die hinausgehen, die mit dem bisher besten bekannten
festigkeitserhöhenden Zusatz, der Stärke, erzielt werden konnten. Ein besonderer
Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht auch darin, daß die Festigkeitserhöhung
nicht
durch eine Verschlechterung der Reinheit des in die Pelletisierung eingesetzten
Konzentrates erkauft werden muß, wie dies bei Verwendung anderer festigkeitserhöhender
Zusätze normalerweise der Fall ist.The present invention relates to an improvement on the known
Increased strength of pellets made of fine-grained iron and / or nickel oxides or
oxidic or carbonate iron and / or nickel ores by means of strength-increasing
Additives that avoid these disadvantages. According to the invention is used as a strength-increasing
Addition of dilute nitric acid used. This allows strength increases to be achieved
going even beyond the ones with the best known to date
strength-increasing additive, strength, could be achieved. A special
The advantage of the method according to the invention is that the increase in strength
not
due to a deterioration in the purity of the material used in the pelletization
Concentrates must be bought, as is the case when using other strength-increasing ones
Additions is usually the case.
Insbesondere bei der bevorzugten Anwendungsweise des erfindungsgemäßen
Verfahrens, nämlich der Vorbereitung für die Reduktion von oxydischen Eisen- und/oder
Nickelerzpellets im Drehrohrofen, werden Pellets erhalten, die ein Fertigprodukt
liefern, welches genauso rein ist, als ob es ohne Verwendung festigkeitserhöhender
Zusätze hergestellt worden wäre. Während der Passage der Pellets durch den Drehrohrofen
wird die zugesetzte Salpetersäure in Form von Stickoxyden restlos ausgetrieben,
die ihrerseits praktisch restlos zu Stickstoff reduziert werden, so daß weder im
Reduktionsofen noch in den nachgeschalteten Leitungen Korrosionsschwierigkeiten
auftreten. Zusätze von 0,1 bis 1 Gewichtsprozent HNO3, bezogen auf trockenes Metalloxyd,
sind in jedem Fall ausreichend. Vorzugsweise wird HN03 in einer Menge von 0,2 bis
0,6 Gewichtsprozent, bezogen auf i trockenes Metalloxyd, angewendet. Eine besonders
.bevorzugte Anwendung des erfindungsgemäßen Pelletisierverfahrens besteht in der
Pelletisierung von hochkonzentriertem feinkörnigem Nickeloxyd, gegebenenfalls im
Gemisch mit Eisenoxyden, als Vorbereitung für die Herstellung von Pellets aus Nickelschwamm
oder Ferronickelschwamm im Drehrohrofen durch direkte Reduktion.In particular in the preferred mode of application of the invention
Process, namely the preparation for the reduction of oxidic iron and / or
Nickel ore pellets in the rotary kiln, pellets are obtained which are a finished product
deliver which is just as pure as if it were without the use of strength-increasing substances
Additives would have been made. During the passage of the pellets through the rotary kiln
the added nitric acid is driven out completely in the form of nitrogen oxides,
which in turn are practically completely reduced to nitrogen, so that neither in
Reduction furnace still having corrosion problems in the downstream lines
appear. Additions of 0.1 to 1 percent by weight HNO3, based on dry metal oxide,
are sufficient in any case. Preferably, HN03 is used in an amount from 0.2 to
0.6 percent by weight, based on i dry metal oxide, applied. One special
.Preferred application of the pelletizing process according to the invention consists in the
Pelletization of highly concentrated fine-grained nickel oxide, possibly im
Mixture with iron oxides, as preparation for the production of pellets from nickel sponge
or ferronickel sponge in a rotary kiln through direct reduction.
Die erfindungsgemäß erzielbare Festigkeitssteigerung sowohl im grünen
wie auch im getrockneten Zustand im Vergleich zu der mit bekannten festigkeitserhöhenden
Zusätzen sind in der nachstehenden Tabelle, die durchweg für Pellets mit einem Durchmesser
von etwa 12 mm gilt, zusammengestellt. Das NiO hatte eine Korngröße von 70 % unter
40 #L.
Versuch
a I b I c I d I e
Zusatz
Art ... ...... .............. .. .. .. .... . . .. .. . . .
- Ca (OH), Bentonit Stärke HNO3
N Oge.in Gewichtsprozent, bezogen. auf trockenes - 0,5 0,5
0,5 0,3
Wassergehalt der Grünpellets . .... ...... . . .. .. .. . 5,3
5,7 5,5 4,2 3,7
Grünfestigkeit, kp pro Pellet . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . 0,5 0,4 0,7 2,0 2,3
Trockenfestigkeit, kp pro Pellet . .. .... . . . . . . . .
. . . 0,2 0,6 1,2 3,0 3,7
Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß schon mit einer Menge von 0,3 Gewichtsprozent
HNO3 eine bessere Festigkeitssteigerung erzielt werden kann als mit 0,5 Gewichtsprozent
Ca(OH)2, Bentonit oder Stärke. Noch deutlichere Festigkeitssteigerungen wurden erzielt
bei Einsatz eines Gemisches von 2,7 Gewichtsteilen hochkonzentriertem Nickeloxyd
mit 1 Gewichtsteil Magnetit, wobei dem Gemisch 0,7% HNO3 in Form einer 13,7%igen
Lösung zugesetzt worden waren. Die auf diese Weise erhaltenen Pellets, ebenfalls
mit einem Durchmesser von etwa 12 mm, hatten eine Grünfestigkeit von 1 kp pro Pellet
und eine Trockenfestigkeit von 8 kp pro Pellet.The increase in strength achievable according to the invention both in the green and in the dried state compared to that with known strength-increasing additives are compiled in the table below, which applies consistently to pellets with a diameter of about 12 mm. The NiO had a grain size of 70% below 40 #L. attempt
a I b I c I d I e
additive
Type ... ...... .............. .. .. .. ..... . .. ... . . - Ca (OH), bentonite starch HNO3
N Oge. In percent by weight, based on. on dry - 0.5 0.5 0.5 0.3
Water content of the green pellets. .... ....... . .. .. ... 5.3 5.7 5.5 4.2 3.7
Green strength, kp per pellet. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.5 0.4 0.7 2.0 2.3
Dry strength, kp per pellet. .. ..... . . . . . . . . . . 0.2 0.6 1.2 3.0 3.7
The table shows that even with an amount of 0.3 percent by weight of HNO3, a better increase in strength can be achieved than with 0.5 percent by weight of Ca (OH) 2, bentonite or starch. Even more significant increases in strength were achieved when using a mixture of 2.7 parts by weight of highly concentrated nickel oxide with 1 part by weight of magnetite, 0.7% HNO3 in the form of a 13.7% solution being added to the mixture. The pellets obtained in this way, also with a diameter of about 12 mm, had a green strength of 1 kg per pellet and a dry strength of 8 kg per pellet.