DE1508171A1

DE1508171A1 - Verfahren zur Anreicherung des Phosphatgehalts einer basischen Schlacke

Info

Publication number: DE1508171A1
Application number: DE1965F0045333
Authority: DE
Inventors: Brown Geoffrey George; Arthur John Rex
Original assignee: Fisons Ltd
Current assignee: Fisons Ltd
Priority date: 1964-02-26
Filing date: 1965-02-24
Publication date: 1969-10-23
Also published as: AT262340B; BE660249A; FR1455828A; GB1083581A; SE307776B; JPS503725B1

Description

DR. W, SCHALK · DIPL.-ING. PETER WlRTH ΐουσΐ/l

DIPL.-ING. G. E. M.DANNENBERG · DR. V. SCHM J ED-KOWARZI K 22.2.1965 6 Frankfurt am main Oase Hr. 7913/64 AJA

PW/ES OR. ESCHENHEIMER STR. 39 ■ POSTSCHECKKONTO: 15628 FR AN KFU RT/M Al N

Fertilizers

f!sons/limited

Harvest House, Felixstowe, Suffolk.

Verfahren zur- Anreicherung des Phosphatgehalts einer basischen Schlacke.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung eines Produkts mit erhöhtem Phosphatgehalt und eines weiteren mit erhöhtem Eisengehalt aus basischer Schlacke.

Basische Schlacke, ein Nebenprodukt der Stahlindustrie, ist ein wertvoller Phosphatträger und wird daher als Düngemittel verwendet. Die Schlacke enthält jedoch naturgemäss eine grosse Menge nicht als Düngemittel geeigneter Anteile, die bei der Lagerung und beim Transport der basischen Schlacke nachteilig sind.

Ss sind bereits verschiedene Verfahren zur Erhöhung des Phosphatgehalts.der'basischen Schlacke bekannt. So ist z.B. bekannt, der flüssigen Schlacke beim Schlackenabstich aus dem Hochofen zerkleinertes Phosphatgestein zuzugeben. Es ist weiter bekannt, dem Möller des Hochofens Phosphatgestein zuzusetzen, um eine an Phosphor angereicherte Schlacke 'zu erhalten. Aus verschiedenen Gründen sind diese und andere Vorschläge als nicht befriedigend abgelehnt worden.

Basische Schlacke enthält auch Eisenverbindungen, jedoch ist deren Konzentration zu gering für eine wirtschaftliche Gewinnung durch die Eisen- und Stahlindustrie.

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Es wurde nun gefunden, dass man aus der basischen Schlacke ohne Modifizierung ihres Herstellungsverfahrens ein Produkt mit erhöhtem Phosphatgehalt erhalten kann. Gleichzeitig wird dabei aus der basischen Schlacke ein weiteres Produkt mit erhöhtem Bisengehalt gewonnen. Die Erzeugung dieser Produkte beruht auf der Erkenntnis, dass einerseits die basische Schlacke durch Mahlung zerkleinert werden kann, wobei jedes Bruchstück praktisch nur aus einer einzigen Kristallphase besteht und andererseits darauf, dass die phosphorhaltigen Verbindungen in einigen dieser Kristallstückchen und das Eisen sowie die eisenhaltigen Verbindungen in einigen der anderen Kristallfragmente vorliegen, , ; und dass diese mit Hilfe eines Starkfeldmagnetscheiders teilweise . voneinander getrennt werden können. .-.-·;

Dementsprechend wird erfindungsgemäss ein Verfahren zur Trennung, basischer Schlacke in wenigstens zwei Trennprodukte vorgeschlagen, von denen das eine Trennprodukt eine erhöhte Menge an Phosphor und das andere eine erhöhte Menge an Eisen enthält. Das erfindungsgemäs'se' Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die -..-. basische Schlacke bis auf eine Teüchengrösse von weniger als ;',: 300 Mikron gemahlen wird, die gemahlene Schlacke durch einen oder . mähr ere Starkfeldmagnet scheider geleitet wird und .dass so die. . ,; .. wenigstens zwei Trennprödukte gewonnen· werden, nämlich ein Trenn-r produkt "mit erhöhter Konzentration an phosphorhaltigen Verbindungenund'ein anderes -mit erhöhter Konzentration an eisenhaltigen■'Ver~?:>\ bindungen. ^;- · ■¹-*^c:^; ^' : ^: - .-,-:, ··..." -. .; . . ..

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Vorzugsweise wird die basische Schlacke zur Entfernung von ferromagnetischein Material nach dem Mahlen, jedoch vor dem Durchlaufen des Starkfeldmagnetseheiders durch einen Schwachfeldmagnetscheider geleitet, der vorzugsweise bei einer Kraftflussdichte von 250 bis 750 Gauss arbeitet.

Bei dem erfindungBgemässen Verfahren hängt der Zerkleinerungsgrad der Mahlung von der Geschwindigkeit ab, mit welcher die Schlacke abgekühlt wurde. Je schneller die Schlacke affühlt wurde, desto kleiner sind die gebildeten Kristalle und desto grosser ist infolgedessen der zur Freilegung der einzelnen Kristalle erforderliche Zerkleinerungsgrad. Bei dem erfindungsgemässen Verfahren ist anzustreben, 44θ zur Erzielung optimaler Ausbeuten die einzelnen Kristalle freizulegen. JSwedkmässigerweise wird die basische Schlacke auf eine solche [Deilchengrösse gemahlen, dass die einzelnen Kristalle freigelegt v/erden. Vorzugsweise beträgt der mittlere !Deilchendurchmesser der gemahlenen basischen Schlacke 20 bis 120 Mikron,

Es wurde gefunden, dass der Srennerfolg bei Verwendung eines Starkfeldmagnetscheiders besser ist, wenn die Seilchengrösse des dem Magnetscheider aufgegebenen Materials innerhalb eines engen Bereiches liegt» Erfindungsgemäss wird daher die gemahlene basische Schlacke vorzugsweise nach Entfernung der ferromagnetischen Anteile nach id&F Seilchengrösse in zwei oder mehrere, vorzugsweise in drei oder vier, Ströme klassiert, wobei jeder Strom einem anderen Scheider aufgegeben wird. Diese Klassierung wird vorzugsweise mit Hilfe eines Windsichters durchgeführt.

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Das bzw. die mit Phosphor angereicherten Produkte aue dem bzw. den Starkfeldmagnetscheidern können weiter angereichert werden, Indem sie weiteren Magnetscheidern aufgegeben werden, wo sie Magnetfeldern grösserer Feldstärke ausgesetzt werden.

Als Starkfeldmagnetscheider werden vorzugsweise solche mit einer Kraftflussdichte im Bereich von 4 000 bis 25 000 aaues verwendet. Wenn die Schlacke aufeinanderfolgenden Trennstufen aufgegeben wird, hat jede nachfolgende Stufe vorzugsweise die gleiche oder eine grössere Feldstärke als die vorangehende Stufe.

Bei der Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens verwendet man vorzugsweise einen Starkfeldmagnetscheider, in dem eine sich

magnetische
drehende/Walze mit einem Elektromagnet einen engen luftspalt bildet, durch den das zu trennende Material hindurohgeführt wird. Unter dem Einfluss des magnetischen Feldes und der Drehung der Walze wird die gemahlene Schlacke in zwei Trennprodukte getrennt, wobei das weniger stark magnetische Trennprodukt eine erhöhte Konzentration an phosphorhaltigen Verbindungen enthält.

Ein vorzugsweise verwendeter Magnetscheider ist in der Zeichnung in schematischer Seitenansicht gezeigt.

Eine Walze 1, die mit veränderlicher Geschwindigkeit umlaufen kann, ist zwischen den Polen 2 und 3 eines starken Elektromagneten

.trichter

angeordnet. Eine Aufgabe' 4 ist so angebracht, dass die feingemahlene basische Schlacke in einen Luftspalt 5 zwischen der Walze

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und dem Pol 2 des Elektromagneten gelangt.

Die auf die gemahlene Schlacke wirkenden magnetischen und zentrifugalen Kräfte bewirken deren Trennung in zwei Trennprodukte, ein Produkt A, das weitgehend aus dem weniger stark magnetischen, mit Phosphor angereicherten Material besteht und ein Produkt B, das praktisch keinen Phosphor mehr enthält.

Lie folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung des erfindungsiamäsaen Verfahrens.

tische Schlacke mit 17,1 ^a/° -^2^5 ^und "¹^, 7 $ ^^θ wurcle gemahlen,

ε sie durch ein Prüfsieb mit einer lichten Maschenweite von Iv.iizron ( Prüfsiebnummer 72 British Standard ) ging, wobei 85$ noch durch ein Prüfsieb mit einer lichten Masohenweite von 152 Mikron

rrüfsiebnummer 100 British Standard ) hindurchgingen, so das3 die gemahlene Schlacke eine mittlere Teilchengrösse von 70 Mikron .-wiwies. Dieses Pulver wurde durch einen Schwachfeldmagnetsaneider (500 Gauss) geleitet, wobei man zwei Trennprodukte erzielte und das mengenmässig kleine Trennprodukt, dessen Anteil etwa j 6 i« der ursprünglichen Aufgabe ausmachte, 10# Ρρ^5 ^und ^^ ^^{e errt}~ hielt. Das in grö'sserer Menge anfallende zweite Trennprodukt wurde nochmals einer magnetischen Trennung bei 20 000 Gauss unter Verwendung eines Starkfeldwalzenmagnetscheiders der in der Abbildung gezeigten Bauart unterworfen, wobei sich ein Trennprodukt {74·'/« der ursprünglichen Aufgabe) mit 17$ 1*2^5 ^un<* ¹^ ^^{6 und ein} nicht-magnetisches Trennprodukt (20$ der ursprünglichen Aufgabe)

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mit 21$ Ι^>2°5 ^{und 8}»^ ^⁶ abrennten. Dieses zuletzt genannte Trennprodukt wurde als Düngemittel aus basischer Sohlacke mit hohem P₂0,--Gehalt verwendet. Das 2596 3?e enthaltende Trennprodukt wurde in den H_ochofen zurückgeführt.
Beispiel 2

Basische Sehlacke mit 17,1 # ^2^Q5 ¹^ ¹^'^ ^ ^{Fe wurd}· feingemahlen, so dass sie durch ein Prüfsieb mit einer lichten Maschenweite von 124 Mikron ( Prüfsiebnummer 120 nach British Standard ) hindurchging, wobei noch 65$ durch ein Prüfsieb mit einer lichten Maschenweite von 76 Mikron ( Prüfsiebnummer 200 nach British Standard ) hindurchgingen. Die gemahlene Schlacke beeass eine mittlere Teilchengrösse von 45 Mikron. Das Material wurde durch einen Schwachfeldmagnetscheider (400 Gauss) geleitet, so dass man zwei Trennprodukte erzielte, wobei das mengenmässig kleinere Trennproduki: (10$ der ursprünglichen Aufgabe) 12# P₂O₅ und 20?ί Fe enthielt. Dam wurde das mengenmässig grössere Trennprodukt einer weiteren mag-

Trennung
netischen/bei 18 000 Gauss unter Verwendung eines Starkfeld-Walzenmagnetscheiders der in der Abbildung gezeigten Bauart unterworfen, so dass man zwei Trennprodukte erzielte, wobei das unmagnetische Trennprodukt 2556 3?p^5 ^UG<* 7,5 i» Fe enthielt.

Beispiel 3

Basische Schlacke mit 12,5?t P₉Oc und 17,0^6 Fe wurde feingemahlen,

durch * °

so dass 83#/ein Prüfsieb mit einer lichten Maechenweite von 152 Mikron ( Prüfsiebnummer 100 nach British Standard) hindurchgingen. Die gemahlene Schlacke besass einen mittleren Teilchendurchmesser von 50 Mikron. Dieses Material wurde durch einen Schwachfeldmagnetscheider ( 350 Gauä) geleitet, so dass man zwei Trennprodukt· er-

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zielte, wobei das mengenmässig kleinere Trennprodukt (16$ der ursprünglichen Aufgabe) 6,8^t P₂Oc ^und -*⁰^ ^Fe e^^ie¹^· Dann wurde das verhältnismässig unmagnetische Trennprodukt bei 5 G-auß einer weiteren magnetischen Trennung- unterworfen, wodurch man eine stärker magnetische Fraktion (19?0 mit 10,1^ P₂Oc ^und 20,9 i» Fe erhielt. Das weniger stark magnetische Trennprodukt dieser letetgenannten Stufe wurde einer magnetischen Trennung bei 10 000 Gauß unterworfen, wobei man eine Fraktion (18$) mit 12,89ε PpOc und 16,0 % Fe erhielt. Das restliche Material wurde einer abschliessenden Magnettrennungsstufe bei 22 000 Gauß zugeführt, wobei das stärker magnetische Trennprodukt (17%) 14,5$ ^o^5 ^und 13,3 Pe und das weniger stark magnetische Trennprodukt 15,8^. P₂O₅ und 10,496 Fe enthielt.
Beispiel 4

Basische Schlacke alt 12,5 Ί» ^₂Oc ^¹¹¹*^{1 1}7»0ji ^Fe wurde feingemahlen, so dass 83?t durch ein Prüfsieb mit einer lichten Maschenweite von 152 Mikron ( Prüfsiebnummer 100 nach British Standard ) hindurchgingen. Die gemahlene Schlacke wurde durch einen Sohwachfeldmagnetscheider (350 Gauß) geleitet, so dass man zwei Trennprodukte erhielt, wobei das mengenmässig kleinere Trennprodukt (16$ der ursprünglichen Aufgabe) 6,8^6 PoOc und 3OjC Fe enthielt. Das mengenmäesig gröasere, relativ unmagnetische Trennprodukt wurde in drei Ströme unterteilt,und mit einem Teilchengrössenbereich Ton jeweils unter 30 Ulkron, 30 - 60 Mikron und über 60 Mikron. Jeder Strom wurde in getrennte Magnetscheider mit 20 000 Gauß gegeben und das weniger stark magnetische Trennprodukt aus jedem Scheidey'zu einem Gesamttrennprodukt kombiniert (45^ der ursprünglichen Aufgabe). Dieses enthielt 16,8# P₂Oc und 7,6$ Pe und wurde als Schlacke-Düngemittel mit hohem PpOc-Gehalt verkauft.

Die 30$ Pe enthaltende Fraktion wurde in den Hochofen zurückgeführt.

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Claims

SeJ^Te -I Patentansprüche

1. Verfahren zur Anreicherung des Phosphorgehalts einer basischen Schlacke, dadurch gekennzeichnet, -dass zur Gewinnung von wenigstens zwei Trennprodukten, von denen eine eine erhöhte Konzentration an Phosphor lind das* andere eine erhöhte Konzentration an Eisen enthält, die basische Schlacke bis auf eine Teilchengrösse unter 300 Mikron aufgemahlen wird, die gemahlene Schlacke durch einen oder mehrere Starkfeldmagnetscheider geleitet wird und daraus die wenigetene^swei Trennprodukte gewonnen werden, von denen das eine eine erhöhte Konzentration an phosphorhaltigen Verbindungen und das andere eine erhöhte Konzentration an eisenhaltigen Verbindungen aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die basische Schlacke bis auf eine solche Teilchengrösse aufmahlt, dass die einzelnen Kristalle freigelegt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Teilchendurchmesser der gemahlenen basischen Schlacke 20 bis 120 Mikron beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gemahlene Schlacke zur Entfernung von ferromagnetischem Material durch ein schwaches Magnetfeld geleitet wird, bevor sie durch einen Starkfeldmagnetscheider geleitet wird.

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ίβ/ΐβ

ζ>· Verfahren nach Anspruoh 4, dadurch gekennzeichnet, dass die gemahlene basisohe Schlacke nach der Entfernung von ferromagne"ilsehern Material nach der Teilchengröße in zwei oder mehr Ströme klassiert wird, wobei jeder Strom einzeln in einen Starkfeldmagnetscheider gegeben wird.

>■'- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Starkfeldmagnetsoheider eine magnetische Kraftflussdiohte im Bereich von 4 000 bis 25 000 Gauß besitzt.

« Verfahren nach einem der Ansprüohe 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Starkfeldmagnetscheider verwendet wird, bei dem eine sich drehende magnetische Y/alze und ein Elektromagnet ainen engen luftspalt bilden, durch den das zu trennende Material geführt wird.

Der Patentanwalt

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