DE1592644B2

DE1592644B2 - Verfahren zum erhoehen des phosphorgehalts von thomasschlacke

Info

Publication number: DE1592644B2
Application number: DE19671592644
Authority: DE
Inventors: Geoffrey George Woodbridge; Harper Douglas Charles Ipswich Suffolk; Brown (Großbritannien)
Original assignee: Fisons Basic Slag Ltd., Felixstowe, Suffolk (Großbritannien)
Priority date: 1966-08-25
Filing date: 1967-08-24
Publication date: 1976-04-29
Also published as: GB1160125A; BE702788A; DE1592644A1; LU54321A1; FR1548404A

Description

Thomasschlacke ist ein Nebenprodukt in der Stahlindustrie und enthält gewöhnlich Kalk, Silizium und Phosphor.

Phosphor kann in den Fällen, in denen das Erz, aus dem Eisen und dann Stahl hergestellt wird, wenig Phosphor enthält, nur in geringen Mengen in der Schlacke vorliegen. Schlacken, die einen beträchtlichen Gehalt an Phosphor aufweisen, werden gewöhnlich zur Verwendung als Düngemittel gemahlen; doch Schlacken mit nur wenig oder gar keinem Phosphor sind praktisch Abfallstoffe. Es ist bekannt, daß apatitartiges. Phosphatgestein, selbst wenn es fein gemahlen wurde, bei Zugabe zu geschmolzenen Stahlschlacken sowohl schwer zu verteilen als auch schwer zu lösen ist. Darüber hinaus ist die in einem solchen Produkt enthaltene Menge an verfügbarem oder löslichem Phosphat gewöhnlich geringer als die ursprüngliche, nicht angereicherte Thomasschlacke. Es ist sehr wünschenswert, den Phosphorgehalt von Schlacken, insbesondere von Schlacken mit niedrigem Phosphorgehalt, zu erhöhen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Erhöhen des Phosphorgehaltes von Thomasschlacke und ist dadurch gekennzeichnet, daß der geschmolzen nen Thomasschlacke ein Calciumaluminophosphatgestein zugesetzt wird.

Gegebenenfalls wird eine geringe Menge an Kalk/oder Kieselerde zusammen mit der Thomasschlacke und dem Calciumaluminophosphatgestein geschmolzen.

Die Menge des zugegebenen Calciumaluminophosphatgesteins kann innerhalb eines großen Bereiches schwanken, was von dem gewünschten Grad der Phosphoranreicherung abhängt. Sie kann z. B. bis zu 50, vorzugsweise 20 bis 35 Gewichtsprozent der Thomasschlacke betragen. Es wird eine Zugabe an Gestein in einer solchen Menge bevorzugt, daß durch dessen Reaktion mit dem Calcium und Silizium der basischen Schlacke aus dem Aluminium Gehlenit (2 CaO, Al₂O₃, SiO₂) und aus dem Phosphor überwiegend Nagelschmidtit (7 CaO, 2 SiO₂, P₂O₅) gebildet wird. Es wurde gefunden, daß diese bevorzugten Produkte nur erhalten werden können, wenn der geschmolzenen basischen Schlacke zusammen mit dem Phosphatgestein geringe Mengen an Kalk, (CaO) und/oder Kieselerde (SiO₂) zugegeben werden. Diese Menge an Kalk oder Kieselerde sollte 15 Gewichtsprozent, bezogen auf die Zusammensetzung, nicht überschreiten.

Das Calciumaluminophosphatgestein, der Kalk und/oder die Kieselerde können in der Pfanne vorliegen, wenn die geschmolzene basische Schlacke ausgegossen bzw. gekippt wird. Jedoch wird es bevorzugt, daß das Gestein und andere feste Zusätze der geschmolzenen Schlacke, die im Konverter oder Stahlherstellungskessel zurückbleibt, zugeführt werden, nachdem der Stahl gekippt worden ist, oder daß die Zugabe zur gleichen Zeit, in der die Schlacke abgegossen wird, kontinuierlich zu der Pfanne erfolgt.

Die Zugaben zu dem Konverter oder die kontinuierliche Zugabe des Gesteins und der Schlacke fördern die Entfernung des Fluors aus der geschmolzenen Mischung.

Die Temperatur des geschmolzenen Systems sollte im Bereich von 1400 bis 1800, vorzugsweise 1550 bis

ίο 1650⁰C liegen.

Beispiel 1

80 Teile einer basischen, durch das Kaldo-Sauerstoffaufblasverfahren bei der Stahlerzeugung erhaltenen Schlacke, (im folgenden »Kaldo-Schlacke« genannt) und 20 Teile Calciumaluminophosphatgestein aus den Thies-Minen in Senegal (im folgenden »Thies-Gestein« genannt) der folgenden Zusammensetzungen:

	Basische Kaldo-	Thies-
	Stahlschlacke	Gestein
	(Gewicht/	(Gewicht/
	Gewichtsprozent)	Gewichtsprozent)
CaO	39,4	9,15
SiO₂	13,6	2,43
Fe	21,9	5,00
P₂O₅	7,0	50,17
Al₂O₃	0,8	29,00

wurden vermischt. Das innige Gemisch wurde geschmolzen und auf 1600⁰C erhitzt. Die Analyse der synthetischen basischen Schlacke nach Erstarrung und Feinmahlen brachte folgende Ergebnisse: Gesamt-P₂O₅ 12,18%; in 2%iger Zitronensäure lösliches P₂O₅ 10,24%. Es wurden also 84,1% an in Zitronensäure löslichem Phosphat erhalten.

Beispiel 2

Einem Kessel, in dem sich geschmolzene basische Kaldo-Stahlschlacke befand, wurde kontinuierlich Thies-Gestein zusammen mit Kalk zugeführt; dabei wurde ein Verhältnis von 65 Teilen Kaldo-Schlacke, 25 Teilen Thies-Gestein und 10 Teilen Kalk eingehalten. Die Analyse der Schlacke ergab nach dem Kippen,

Abkühlen und Mahlen bis auf 2900 cm²/g die folgenden Werte: Gesamt-P₂O₅ 12,80% in 2%iger Zitronensäure lösliches P₂O₅ 11,53%. Es wurden also 93,8% an in Zitronensäure löslichem Phosphat erhalten.
Zum Vergleich wurden das Thies-Gestein und der

Kalk durch apatitartiges Phosphatgestein aus Marokko ersetzt und der Versuch wiederholt. Dabei wurden 70 Teile basische Kaldo-Schlacke und 30 Teile Marokko-Gestein verwendet.
Die Analyse des erhaltenen Produktes ergab: Ge-

samt-P₂O₅ 13,8%, in 2%iger Zitronensäure lösliches P₂O₅ 2,1 %. Es wurden also nur 15,2% an in Zitronensäure löslichem Phosphat erhalten.

Beispiel 3

Thies-Gestein wurde kontinuierlich zu in einer Pfanne befindlicher LDAC-Schlacke, eine bei dem LD AC-Sauerstoff auf blasverfahren anfallende Schlacke, wobei LDAC die Abkürzung für »Linz-Durer-ARBED-CNMR« bedeutet und die Abkürzungen

"^s ARBED für »Acieries reunis de Burbach Eich-Dudelange« und CNMR für »Centre National de Recherches metallurgiques« stehen, gegeben, wobei 90 Teile Schlacke und 10 Teile Gestein verwendet wurden.

Vor der Anreicherung enthielt die LDAC-Schlacke laut Analyse 15,4% Gesamt-P₂O_ä und 14,35% in 2%iger Zitronensäure lösliches P₂O₅ (d. h. 93,2% Phosphat waren in Zitronensäure löslich). Die angereicherte basische LDAC-Schlacke wurde nach dem Kippen, Abkühlen und Mahlen bis auf 2900 cm'²/g analysiert und die folgenden. Ergebnisse erhalten: 18,27% Gesamt-P₂O₅ und 17,41 % in 2%iger Zitronensäure lösliches P₂O₅ (d. h. es waren 95,3% Phosphor in Zitronensäure löslich).

Beispiel 4

Nachdem der Stahl aus einem BOSP-Konverter ein, bei dem BOSP-Verfahren verwendeter Konverter, wobei BOSP die Abkürzung für die basische Sauerstoff-Stahlerzeugung bedeutet, gekippt worden war, wurde die geschmolzene Schlacke im Kessel zurückgehalten und dem Konverter Thies-Gestein und Kieselerde zugeführt. Das Verhältnis der Bestandteile betrug 79,6 Teile Sekundärschlacke (12,5% P₂O₅), 17,9 Teile Thies-Gestein und 2,5 Teile Kieselerde.

Nach 1 bis 2 min wurde die angereicherte BOSP-Sekundärschlacke, eine bei dem BOSP-Verfahren anfallende phosphatische Schlacke, gekippt und nach dem Abkühlen und Feinmahlen analysiert: 14,6% Gesamt-P₂O₅ und 13,5% in 2%iger Zitronensäure lösliches P₂O₅. Demnach wurden 92,4% an in Zitronensäure löslichem Phosphat erhalten.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Erhöhen des Phosphorgehaltes von Thomasschlacke, dadurch gekennzeichnet, daß der geschmolzenen Thomasschlacke ein Calciumaluminophosphatgestein zugesetzt wird.