DE1667294C3 - Verfahren zur Rückgewinnung von bei industriellen Herstellungsverfahren anfallenden Feinstoffen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung bei industriellen Herstellungsverfahren anfallenden Feinstoffen, bei welchem die Feinstoffe in einem ersten Verfahrensschritt angefeuchtet und pelletisiert sowie in anschließenden Verfahrensschritten getrocknet und bei einer Temperatur von über 1015° C einer Flammbehandluii^ unterworfen werden.

Bei der Erzeugung von f.oheist , in einem Hochofen ist es bekannt (Chemie-Ing. Techn. 36, Jahrgang 1964, Nr. 10, Seiten 1011-1027), feinförrige Eisenerze zur Reduzierung des Gichtstaubes und zur Vermeidung von Verlusten bei der Roheisenherstellung dem Hochofen nicht direkt zuzuführen, sondern aus dem Feinerz zuerst Pellets herzustellen, die dann dem Hochofen zugeführt werden. Für diesen Zweck werden aus dem Feinerz ggf. unter Verwendung von Zuschlag- bzw. Bindestoffen zunächst sog. »Grünpellets« hergestellt, die dann je nach Erzart bei einer Temperatur von 1000-1400⁰C einer Flammbehandlung unterworfen werden. Nach dieser Flammbehandlung werden die erhaltenen Pellets vor einer weiteren Verwendung bzw. vor dem Transport zum Hochofen abgekühlt.

Weiterhin ist es bei Granulierprozessen an sich üblich, die vom hergestellten Gutkorn abgetrennten Feinanteile wieder in die Granulierstufe zurückzuführen. Speziell bei Verfahren zum Pelletisieren von Feinerzen wurde dies jedoch bisher nicht vorgeschlagen.

Bei vielen industriellen Herstellungsverfahren wird eine beachtliche Menge von Feinstoff in Gestalt von feinem, staubartigem Material erhalten, wobei es bisher in der Regel nicht möglich war, diese Feinstoffe, die beispielsweise in Abscheidern oder Staubsammlern einer industriellen Anlage anfallen und Metall- bzw. Eisenstaub enthalten, mit einem wirtschaftlich vertretbaren Kostenaufwand einer weiteren Verwertung zuzuführen. Die Feinststoffe wurden daher in der Regel abgelagert, wodurch sich in kurzer Zeit groDvolumige, schnell wachsende Ablagerungen ergaben, die die Umwelt belasten und hohe Kosten verursachen.

Es hatte sich herausgestellt, daß die bisher störenden Feinststoffe bzw. Nebenprodukte in wertvollen brauchbaren Stoff umgewandelt werden können und daß es möglich ist, solche Feinststoffe, z. B. Ferromangan-Blas-Ofen-Abgasstaub, basischen Frischofenstaub, Rohzunder, Phosphat-Steinstaub, Bauxit, Chrom- und Eisenerz-Feinststoffe, Eisenkonzentrate, gewisse keramische Feinststoffe, Kupferfeinststoffe, Chrom- und Nickelfeinststoffe, farbloser Stahlschmirgelstaub, Eisensulfat, Glasschmirgelstaub, Kohlenkericht, Schiefer, Lehm, Schlackenteile, Flugasche, Eisenkonzentrate aus Flugasche, nicht magnetische Fraktion von Flugasche und viele andere Einzelstoffe in nützliche Erzeugnisse umzuwandeln.

Gewisse Feinstoffe, wie z. B. die obenerwähnten, enthalten wertvolle Bestandteile, z. B. der aus einem Ferromangan-Blasofen erhaltene Staub kann bis zu 11% Eisen und 40% Mangan zusätzlich zu anderen wertvollen Bestandteilen enthalten.

Dieser Staub wäre an sich so wertvoll wie das Erz, welches im Ferromangan-Blasofen verwendet wird, wenn der Staub als Ersatz für ein solches Erz verwendbar wäre. Die Schwierigkeit, derartige Feinstoffe zu verwenden, besteht jedoch in ihrer sehr geringen Teilchengröße, da beispielsweise für die Verwendung in Hochöfen od. dgl. Metall- bzw. Erzklumpen verhältnismäßig große Abmessungen (3 — 26 mm) besitzen müssen, um eine lose Packung im Ofen zu erhalten und den Gasen während des Schmelzvorgangs den Durchtritt durch das Material zu gestatten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs geschilderten Art dahingehend zu verbessern, daß mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand eine Rückgewinnung der genannten, bei industriellen Herstellungsverfahren anfallenden Feinstoffe möglich ist. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren der eingangs geschilderten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die flammbehandelten Pellets im heißem Zustand gebrochen und gesiebt und der hierbei anfallende Feinanteil in noch heißem Zustand zum ersten Verfahrensschritt zurückgeführt werden.

Hierdurch läßt sich der für die Durchführung des Verfahrens zur Rückgewinnung von Feinstoffen benötigte Energieaufwand ganz erheblich reduzieren und außerdem werden durch die erfindungsgemäße Rückführung des erhitzten Feinanteils nach der Flammbehandlung an den ersten Verfahrensschritt die Pelletisierung des Materials sowie die Eigenschaften des Endprodukts ganz erheblich verbessert.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es zunächst sinnvoll sein, die Feinststoffe einer Einrichtung zuzuführen, in der unerwünschte Anteile aus dem zugeführten Material entfernt werden. Wenn z. B. die Feinststoffe Anteile von hohem Eisengehalt und andere von geringem Eisengehalt enthalten, so kann die entsprechende Einrichtung ein magnetischer Abscheider sein. Wenn die Feinststoffe Teilchen verschiedener Größe und Zusammensetzung enthalten, kann als aufbereitende Einrichtung im einfachsten Fall ein Gitterrost oder Sieb verwendet werden, um eine Trennung der Teilchen entsprechend ihrer Größe vorzunehmen. Weiterhin ist es auch möglich, eine aufbereitende Einrichtung in Form eines eine Flüssigkeit enthaltenden Tanks vorzusehen, in welchem dann lösliche Verunreinigungen entfernt werden.

Bei Feinststoffen in Form von Flugasche, welche sowohl magnetische als auch nichtmagnetische Anteile enthält, empfiehlt sich vor Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Trennung beider Anteile, was beispielsweise dadurch geschehen kann,

daß die Flugasche eine magnetische Trennvorrichtung durchläuft, in der dann die magnetischen und die nichtmagnetischen Anteile getrennt gespeichert werden.

Gegebenenfalls kann es auch notwendig sein, die Flugasche zwei- oder mehrmals durch die magnetische Trennvorrichtung hindurciizuführen, um ein hochgradiges magnetisches Konzentrat zu erhalten. Wenn die Flugasche in magnetische und nichtmagnetische Anteile getrennt ist, kann jeder Anteil getrennt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden, um auf diese Weise hochwertige Endprodukte zu erhalten.

Die so aufbereiteten Feinststoffe werden dann einem geeigneten Förderer zugeführt, welcher den Durchfluß mißt, um Übereinstimmung mit der benötigten Menge zu erzielen. Ein aufzeichnendes Rechengerät ist dem Förderer zugeordnet, um die Menge des geförderten Materials aufzuzeigen.

Die Feinststoffe werden dann einer Befeuchtungstrommel zugeführt, wo die Feinststoffe bzw. das aufbereitete Material bis zu einem festgelegten Feuchtigkeitsgrad benetzt werden. Der Anteil des der Benetzungstrommel zugeführten Wassers wiiii dabei beispielsweise durch einen an sich bekannten Durchflußmesser überwacht, der entsprechend der Menge der zugeführten Feinststoffe gesteuert wird.

Die angefeuchteten Feinststoffe werden dann beispielsweise von der Befeuchtungstrommel zu einer kugelbildenden Trommel geführt, in welcher die Feinststoffe vorerhitzt und zu Pellets geformt werden. Die Pellets werden getrocknet, weitererhitzt und im Anschluß daran gleichmäßig auf einer Sinterstrecke abgelagert, auf der die Rammbehandlung evfolgt. Die Pellets werden auf der Sinterstrecke einer starken Erhitzung unterworfen und der bei der Flammbehandlung auftretende Sintervorgang wird dann durch Hindurchführen von Luft durch die gitterrostartige Sinterstrecke vervollständigt. Die heißen Gase werden nach ihrem Durchgang durch die gesinterten Pellets sowie durch die gitterrostartige Sinterstrecke durch einen Staubsammler hindurchgeführt.

Die Lebensdauer der Sinterstrecke kann durch Einhaltung geringster Temperaturschwankungen beachtlich verlängert werden. Ebenfalls können durch Einhaltung geringster Temperati'-änderung bzw. -Schwankungen die Betriebskosten wesentlich gesenkt werden. Dies wird erzielt durch eine Vorerhitzung des der Sinterstrecke zugeführten Pellets sowie durch eine Entnahme der Pellets von der Sinterstrecke ohne wesentliche Abkühlung. Die Wirksamkeit dieser Maßnahme kann weitergesteigert werden durch eine kühlungsfreie Rückführung der zur Ablagerung der Pellets dienende Herdschicht an die Sinterstrecke.

Die heiße Herds:hicht wirkt dadurch als eine Art Puffer zwischen den im verhältnismäßig kalten Zustand zugeführten Pellets und dem heißen, die Sinterstrecke bildenden Gitterrost.

Das gesamte, der Sinterstrecke zugeführte Material sollte eine Temperatur von mehr als 100° C aufweisen, vorzugsweise eine Temperatur von 160-450° C. Wenn die Pellets nach der Flammbehandlung die Sinteristrecke verlassen, besitzen sie eine Temperatur von 540°C, wobei keine Kühlung angewendet wird. Der die Sinterstrecke bildende Gitterrost wird dadurch heiß zum Zuführungsende zurückgeführt, wo dann die Pellets im warmen Zustand abgelagert werden. Da der die Sinterstrecke bildende Gitterrost sowie das der Sinterstrecke zugeführte Material auf einer entsprechend hohen Temperatur gehalten werden, ergeben sich die folgendsn zusätzlichen Vorteile:

Verringerte Betriebskosten, längere Lebensdauer sowie eine beachtliche Einsparung an Heizkosten, da der die Sinterstrecke bildende Gitterrost nicht während jedes Durchgangs erneut aufgeheizt werden muli.

Um die Hitze bzw. Wärme des Gitterrostes noch besser aufrechtzuerhalten, kann es wünschenswert sein, den unteren Teil der Sinterstrecke bzw. des Gitterrostes in den Wärmeaustauschkreis mit einzubeziehen, um dadurch Wärmeverluste möglichst klein zu halten.

Die bei dem Verfahren anfallenden Feinanteile bzw. Staubpartikel werden durch einen Abscheider geführt, der vorzugsweise auf der Grundlage arbeitet, daß das zu reinigende Gas durch eine oder mehrere Wasserkaskaden geführt wird. Das Wasser wird dann von dem Abscheider zur Befeuchtungstrommel zurückgeführt, wodurch die feuchten Feinanteile aus dem Abscheider mit den Feinststoffen, die der Befeuchtungstrommel als Ausgangsmaterial zugeführt werden, kombiniert werden. Hierdurch wird nicht nur das Gas vo.i Feinanteilen bzw. Staubpartikeln gereinigt und eine Rückgewinnung wertvoller, im Gas enthaltener Anteile erzielt, sondern gleichzeitig auch ein Großteil der in den Feinanteilen enthaltenen Wärmeenergie zurückgewonnen.

Die Pellets werden nach der Flammbehandlung ohne Kühlung von der Sinterstrecke entfernt, gebrochen, und im Anschluß daran einem heißen Vibrationssieb od. dgl. zugeführt und im Anschluß daran mit einer geeigneten Einrichtung, z. B. einem Drahtmaschenförderband gekühlt. Die zum Brechen der gesinterten Pellets dienende Einrichtung (z. B. Rollbrecher) ist dabei vorzugsweise so eingerichtet, daß eine gewünschte Höchstgröße bei der Zerkleinerung des gesinterten Materials vor dem Sieben eingestellt werden kann.

Das heiße Vibrationssieb enthält vorzugsweise zwei Abschnitte, einen kleineren Siebabschnitt mit einer Maschengröße entsprechend einer festgelegten Mindestgröße, welche beispielsweise 3-6 mm betragen kann und einen größeren Abschnitt für die Herdschicht, wekner z. B. eine Maschengröße von etwa 9 mm besitzen kann. Das größere Sieb kann auch weggelassen werden, wenn keine Herdschicht verwendet wird. Der heiße Feinanteil tritt durch den engmaschigen Teil des Vibrationssiebes und wird auf einem besonderen, mit Silikon imprägnierten Drahtmaschenförderband zu der die Pellets bildenden Trommel zurückgeführt, wo dieser heiße Feinanteil nach wenigen Umdrehungen der die Pellets bildenden Trommel bzw. Pelletisiereinrichtung Teil der hergestellten Pellets bildet und diese vorwärmen.

Durch Rückführung des Feinanteils im heißen Zi'sta;· J wird nicht nur die erforderliche Wärmeenergie erheblich reduziert, sondern es werden auch besondere Siebe eingespart. Weiterhin hat sich herausgestellt, daß durch diese Rückführung des Feinanteils und die dadurch erzielte Vorerhitzung des Materials in der Pelletisiereinrichtung eine Erhöhung bei der Herstellung des gesinterten Materials um 10 — 20% ergibt.

Das heiße, auf die Zwischengröße gebrochene Material wird ohne Kühlung mit Hilfe eines besoiideren Förderbandes bestehend aus mit Silikon getränkten Drahtmaschen zur Sinterstrecke zwecks Verwendung als Herdschicht zurürkgeführL Es ist auch möglich, auf eine spezielle Größenauswahl für die Herdschicht zu verzichten und stattdessen einen Teil des hergestellten, gesinterten Endprodukts als Herdschicht zu verwenden.

Das nach dem Brechen der Pellets erhaltene Material

mit großen Abmessungen wird als Endprodukt mit Hilfe des Drahtmaschenförderbandes abgeführt, welches gleichzeitig zur Kühlung dieses Endprodukts dient. Eine Haube ist über dem Entnahmeencle der Sinterstrecke, der Einrichtung zum Brechen der gesinterten Pellets · und dem Drahtmaschenförderband angeordnet, wobei durch geeignete Mittel, z. B. durch ein Gebläse, durch eine Druckdifferenz in der Haube erzeugt wird. Durch Jas Gebläse wird kalte Luft nach oben durch das gesinterte Endprodukt zu dessen Kühlung nach oben m hindurchgedrückt. Zugleich werden sämtliche Staubpartikel bzw. Feinanteile auf diesem Teil der Anlage aufwärts durch die Haube abgeführt. Der Strom der heißen, mit Staubpartikeln behafteten Luft wird in zwei Teile aufgeteilt, von denen ein Teil an eine erwärmte ■ Haube eines Förderbandes zum Beschicken der Sinterstrecke und der andere Teil an den Brennofen geleitet werden.

Manchmal kann es notwendig sein, ein unabhängiges Gebläse für den Brennofen zu verwenden, um eine .'·■ bessere Steuerung der Verbrennung zu erzielen. Demgemäß können zwei Ventilatoren notwendig sein, wenn es wichtig ist, die Verbrennung innerhalb genauer Grenzen zu halten.

In diesem Fall wird dann ein Gebläse für die ^λ Verbrennungsluft und das andere Gebläse zum Vortrocknen der Förderbänder verwendet. Re::!; Gebläse saugen die heiße, trockene Luft von der zum Kühlen dienenden Einrichtung am Entnahmeende der Sinterstrecke an, wobei die heißeste Luft vom Entnahmeende >■ bzw. von der zur Kühlung dienenden Einrichtung zur Vorheizung der Verbrennungsluft und zum Trocknen bzw. Vorerhitzen der Rohmischung benutzt wird. Das Förderband zum Beschicken der Sinterstrecke wird von einem Drahtmaschenband gebildet und ist vorzugsweise der Länge nach in zwei Abschnitte unterteilt. Ein erster Abschnitt dient zur Aufnahme der Herdschicht und ein zweiter, stromabwärts liegender Abschnitt zur Aufnahme der Pellets. Es ist natürlich auch möglich, ein ungeteiltes Förderband allein für die Pellets zu "· verwenden, wobei in diesem Falle die Herdschicht, falls eine solche gewünscht wird, der Sinterstrecke unmittelbar zugeführt wird.

Das Förderband zum Beschicken der Sinterstrecke ist senkrecht zur Bewegungsrichtung dieser Sinterstrecke ^; angeordnet und bewegt sich hin und her, um über die ganze Breite der Sinterstrecke zu fördern. Die Herdschicht wird dabei stromaufwärts auf die Sinterstrecke aufgebracht, so daß sich die Pellets oben auf der Herdschicht ablagern.

Die Erfindung wird an Hand der Figur, die eine isometrische Ansicht einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt, näher erläutert

Bei der dargestellten Vorrichtung werden Feinst- ■" stoffe, z. B. aus dem Abscheider einer industriellen Anlage erhaltene Flugasche, von einer nicht dargestellten Quelle mit Hilfe eines Förderbandes 4 zu einer Aufbereitungsanlage 6 gefördert, welche im Falle von Flugasche ein magnetischer Abscheider ist. Die ·■" Flugasche wird dort in einen magnetischen und einen nichtmagnetischen Anteil getrennt, wobei dann beide Anteile in Behältern 8a und Sb gespeichert werden.

Ein Teil der Flugasche wird getrennt bzw. ausgewählt vom Behälter 8a oder %b auf dem Förderband 10 "■ abgelagert, welches das Material in einen Behälter 12 eines geeigneten Meßförderers 14 liefert. Eine handelsübliche Steuereinrichtung, wie z. B. eine Meßeinrichtung 61, kann vorgesehen werden, um laufend die vom Meßförderer 14 zum Förderband 15 gelieferte Materialmenge aufzuzeichnen.

Das Förderband 15 fördert das trockene Material an eine Rutsche 17, welche dann die Befeuchtungstrommel 19 speist.

Wasser wird über die Tülle 57 der Leitung 59 in einer Menge zugeführt, die durch den Durchflußmesser 63 gesteuert wird, welcher das Ventil 65 in der Leitung 19 in Abhängigkeit von Signalen der Steuereinrichtung 61 betätigt, um Änderungen in der Menge des dem Förderband 15 zugeführten Materials auszugleichen. Vorteilhafterweise ist die Steuer- bzw. Meßeinrich?u"g 61 und/oder der Duichflußmesser 63 mit einem Vcr/ögeningskreis versehen, um die Zeit auszugleichen, welche für das Material benötigt, wird, um den Abstand /wischen der Meßeinrichtung fi' und der Befeuchturigatrommel 19 zu überbrücken.

Die Feinststoffe werden in der Befeuchtungs'rommel 19 bis zr "inem für die betreffenden Feinststoffe genau festgelegten Feuchtigkeitsgrad angefeuchtet. Der Feuchtigkeitsgrad kann zwischen etwa 5 bis 22 Gewichtsprozenten schwanken. Die Befeuchtungstrommel befeuchtet nicht nur die Feinststoffe, sondern formt gleichzeitig auch saatkornähnliche Teilchen, aus dcr^n dann die Felletisiereinrichtung leichter Pellets bilden kann. Das Vorbenetzen der Feinststoffe vermindert darüber hinaus auch die beim Beschicken der Pelletisiereinrichtung auftretende Staubbildung.

Die vorbenetzten bzw. befeucVirn.n Feinststoffe werden dann mit Hilfe des Förderbandes 16 von der Befeuchtungstrommel 19 zur Pelletisiereinrichtung 18 geführt, in welcher die befeuchteten Feinststoffe vorerhitzt und in Pellets umgewandelt werden, die vom Förderband 20 dem Förderband 22 zugeführt werden. Das Förderband 22 kann durch eine Platte 24 der Länge nach in zwei Abschnitte 26 und 28 unterteilt sein. Die Pellets werden dem Abschnitt 26 zugeführt und laufen unter einer Haube 30 hindurch, wo sie auf eine Temperatur zwischen 100 und 540°C vorerhitzt werden. Ein Gebläse (nicht dargestellt) ist unter dem Förderband 22 vorgesehen, um eine Saugwirkung zu erzeugen und heiße Gase durch das Band hindurch von der Haube 30 abzuziehen.

Das Förderband 22 ist beispielsweise ein Schüttelband, welches durch Rollen 33 und 34 getragen wird, wobei das Band antriebsmäßig mit einer nicht dargestellten Riemenscheibe verbunden ist, wobei bei Betätigung der Riemenscheibe das Förderband 22 über die Breite der Sinterstrecke bewegt und im Anschluß daran wieder in die dargestellte Lage zurückgezogen wird. Da sich das Förderband 22 in gerader Linie schwer zu dem die Sinterstrecke bildenden Gitterrost 42 hin- und herbewegt, werden die Pellets gleichmäßig durch das Förderband 22 gefördert und in einer Linie vor und zurück quer zum Gitterrost 42 abgelagert, wenn sich letzterer bewegt. Die Vor- und Zurückbewegung des Förderbandes 22 hat die Wirkung, Pellets in gleichmäßiger Höhe unmittelbar unter dem Förderband 22 auf dem Gitterrost 42 abzulagern. Der Gitterrost 42 ist mit Seitenelementen 44 und 46 versehen, welche das Material auf dem Gitterrost festhalten.

Die Pellets auf dem bandförmigen Gitterrost 42 werden durch den Brennofen 48 hindurchgefördert, wo sie einer starken Erhitzung zwischen 1040—1540⁰C unterworfen werden. Wenn die Temperatur nicht in diesem Bereich gehalten wird, werden die Pellets nicht richtig hitzegehärtet bzw. gesintert. Im allgemeinen

wird für die meisten Stoffe eine Temperatur von etwa 1375°C gewählt.

Luft wird abwärts durch die von den Pellets gebildete Schicht, die Herdschicht sowie durch den Gitterrost 42 hindurch durch Windkästen 50, Leitungen 52, 54 und Staubsammler 56 mit Hilfe eines Ventilators bzw. Gebläses 58 hindurchgesogen, wobei das Gebläse durch Leitungen 60 an den Staubsammler 56 angeschlossen ist. Die starke, im Brennofen 48 gebildete Hitze bewirkt zusammen mit der durch die Pelletschicht hindurchtretenden Luft eine Sinterung bzw. HitzehärUing derselben. Die durch die Windkästen 50, Leitungen 52, 54 und in Staubsammler % hindurchtretende Luft wird mit HiIIp des Gebläses 58 durch einen Schornstein 62 nach außen abgeführt.

Wenn das zu den Pellets geformte Material einen hohen Gehalt an festem Brennstoff aufweist, sintern die Pellets zu einem Schmelzkuchen zusammen, der durch /' 'trümmern und Sieben auf richtige Teilchengröße gebracht "·>- i. Wenn jedoch das Pelletmaterial einen geringen Betrag an festem Brennstoff, z. B. Kohle, enthält, wird es nicht ordnungsgemäß schmelzen bzw. zusammenbacken. Ein Erhitzen, bei dem die Pellets nicht zusammenbacken bzw. zusammenschmelzen, ist als Hitzehärtung bekannt.

Das gesinterte Material wird am Ende der vom Gitterrost 42 gebildeten Sinterstrecke entfernt und durch die Brechrolle 64 in einzelne Teilchen gebrochen bzw. zertrümmert. Die Brechrolle 64 ist einstellbar, woduich sich die gewünschte Höchstgröße der Teilchen für die weitere Aufbereitung des gesinterten Materials mit Hilfe von Sieben einstellen läßt. Das gebrochene, gesinterte Material wird dann um einen Vibrations- bzw. Rüttelsieb 66 abgelagert, welches aus zwei Abschnitten 68 und 70 besteht.

Der Abschnitt 68 des Vibrationssiebes 66 läßt den vorhandenen Feinanteil hindurch, wobei der durch den Abschnitt 68 hindurchtretende heiße Feinanteil vom Förderband 72 zur Pelletisiereinrichtung 18 zurückgeführt wird. Der Abschnitt 70 des Vibrationssiebes 66 läßt gesintertes gebrochenes Material mit einer Zwischengröße hindurch, welches dann vom Förderband 74 an den Abschnitt 28 des Förderbandes 22 geliefert wird und durch letzteres auf dem Gitterrost 42 als Herdstrecke abgelagert wird.

Dasjenige Material, welches weder durch den Abschnitt 68 noch durch den Abschnitt 70 des Vibrationssiebes 66 hindurchtritt, wird dem Förderband 76 zugeführt und durch das Förderband 78 aus der Anlage entfernt. Das Förderband 76 ist als Drahtmaschenförderband ausgebildet und wird durch Kühlluft gekühlt, welche durch den Windkasten 80 und das Förderband 76 mit Hilfe des Gebläses 82 sowie unterstützt durch die vom Gebläse 58 erzeugte Saugwirkung hindurchtritL

Eine gemeinsame Haube 84 ist über dem Förderband 76, dem heißen Vibrationssieb 66 und dem Entnahmeende des die Sinterstrecke bildenden Gitterrostes 42 vorgesehen. Das Gebläse 58 erzeugt eine Saugwirkung unter der Haube 84, welche den Durchtritt von Kühlluft durch das gesinterte Material unterstützt Etwa vorhandener Staub wird durch die Haube 84 sowie durch die Leitung 88 über die Leitung 90 zum Brennofen 48 gefördert Ein Teil der heißen Luft kann über die Leitung 92 zur Haube 30 gelangen, während ein anderer Teil über Leitungen 93 in den Raum oberhalb des Gitterrostes 42 gebracht wird. Die Leitung 88 ist der einfacheren Darstellung wegen so gezeichnet, als ob sie oberhalb des Entlade- bzw. Entnahmeendes des Gitterrostes 42 angeschlossen wäre, jedoch ist dieser Anschluß vorzugsweise oberhalb der Brechrolle 64 vorgesehen. In dieser Weise kann der Gitterrost 42 5 ohne wesentliche Kühlung zum Ladeende zurückkehren, wodurch eine nachteilige wiederholte Kühlung und Erwärmung des Gitterrostes 42 verhindert wird.

Die dargestellte Vorrichtung arbeitet praktisch staubfrei. Dies ist teilweise zurückzuführen auf die

κι Kombination von Hauben über dem größeren Teil der Anlage zum Sammeln von Luft, welche andernfalls Wolken von fein verteilten Schwebeteilchen bilden würde. So wird die für gewöhnlich staubbeladene Luft vom Entnahmeende der Sinterstrecke, von der Brechts rolle 64 und den Windkästen zum Staubsammler 56 geleitet. Frischwasser wird dem Staubsammler 56 über Leitungen 66a zugeführt. Die mit Staubpartikeln angereicherte Luft tritt durch ein nicht dargesteiites umlaufendes zylindrisch ausgebildetes cheramisches Glied hindurch, dessen Bodenteil in ein Wasserbad eintaucht. Die staubbeladene Luft wird dabei in eine große Anzahl von kleinen Strömen unterteilt, welche gezwungen sind, ständig ihre Richtung zu ändern. Auf diese Weise werden die Staubpartikel entfernt und die gekühlte, gereinigte Luft tritt über die Leitung 60 und den Schornstein 62 in die Atmosphäre aus.

Das Wasser aus dem Staubsammler 56 mit dem darin gesammelten Staubpartikeln bzw. Feinststoffen wird vorzugsweise durch die Leitung 59 zur weiteren

jo Verwendung der Befeuchtungstrommel 19 zugeführt. Auf diese Weise wären dann auch diese Feinststoffe der Vorrichtung wieder zugeführt und dadurch die Ausbeute der Vorrichtung erhöht. Falls erforderlich ist, kann ergänzendes Wasser der Leitung 59 über die Leitung 59a zugeführt werden. Bei einer abgewandelten Einrichtung der Erfindung können die im Staubsammler 56 gesammelten Feinststoffe vom Wasser getrennt und dann der Pelletisiereinrichtung 18 zugeführt werden.

Die gesamte Einrichtung ist so ausgeführt, daß eine

«ο Steuerplattform 94 zentral angeordnet werden kann. Bei dieser Lage der Steuerplattform ist es möglich, alle wesentlichen Punkte der Anlage zu beobachten und dadurch eine bessere Steuerung des Verfahrens zu erzielen. Dank der zentralen Lage der Steuerplattform 94 ist es auch möglich, von dieser Stelle aus alle Veränderlichen bzw. Größen des Verfahrens, z. B. die Fördermenge (Steuerung des Förderbandes 14), die Pelletisiereinrichtung (die die Pellets bildende Wirkung kann sorgfältig gesteuert werden, um eine günstige

■>o Beschaffenheit und Größe der Pellets aufrechtzuerhalten), die Windkastensteuerung (der Durchbrand kann beständig aufrechterhalten werden in dem letzten Windkasten), Beschaffenheit (Steigerung oder Verminderung der Brenntemperatur je nach Erfordernis) und andere Veränderliche, wie z. B. Staubsteuerung, Gebläsegeschwindigkeit und so weiter zu betätigen.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist äußerst anpassungsfähig, wie an Hand der nachfolgenden Beispiele noch näher dargelegt wird.

Beispiel I

Aus einem Ferromangan-Hochofen anfallender Staub wurde mit aus einem Ferromangan-Hochofen stammenden Gichtstaub gemischt Diese Stoffe hatten die in den folgenden Tabellen I und II enthaltenen Zusammensetzungen:

Tabelle 1

Chemische Analyse von Abscheiderstaub

	Gewichts
	pro/.ente
Eisen	7.40
Phosphor	0,11
Mangan	15,87
Schwefel	1,64
Silicium	8,59
Aluminium	2,62
CaO	9,98
MgO	4,52
Kohlenstoff	6.78
Na2O	2,10
K2O	15,75
Li2O	0,15
Vermischtes	1,16
Beabsichtigter Feuchtigkeitszuschlag	23,33
Gesamt:	100.00
Tabellen
Chemische Analyse von Gichtgasstaub
	Gewichts
	Prozente
Eisen	9,91
Phosphor	0,18
Mangan	37,50
Schwefel	3,20
Silicium	10,36
Aluminium	5.86
CaO	3.00
MgO	3.83
Kohlenstoff	19,53
Na2O	0,50
K2O	4,24
Li2O	0,04
Vermischtes	1,85

Gesamt:

100,00

Eine halbe Tonne von Feinststoffen, bestehend aus einer Mischung von 50% Ausfällstaub und 50% Gichtgasstaub, wurde unmittelbar dem Behälter Sb zugeführt, da eine Vorbehandlung der Feinststoffe nicht notwendig war. In gewissen Fällen ist es jedoch wünschenswert, unerwünschte Salze aus den Feinststoffen bzw. aus dem Ferromanganstaub auszulaugen, wobei dann ein mit einer entsprechenden Flüssigkeit versehener Tank oder eine andere entsprechende Aufbereitungsanlage 6 verwendet wird. Die Mischung wird stetig vom Behälter 8b an das Förderband 14 abgegeben und dann durch das Förderband 15 der Befeuchtungstrommel 19 zugeführt, wo eine, durch die Vorrichtung selbsttätig bestimmte Wassermenge hinzugefügt wurde. Das befeuchtete Material bzw. die befeuchteten Feinststoffe wurden dann der Pelletisiereinrichtung 18 zugeführt, wo Pellets geformt und vorerhitzt wurden. Die Pellets werden durch das Förderband 20 zum Abschnitt 26 des Förderbandes 22 gebracht. Die Pellets wurden getrocknet und unter der Haube 30 auf eine Temperatur von etwa 210⁰C vorerhitzt und im Anschluß daran auf dem die Sinterstrecke bildenden Gitterrost 42 abgelagert.

Nach einem anfänglichen Durchlauf WvTde die Herdschicht gebildet und durch das Förderband 74 sowie den Abschnitt 28 des Förderbandes 22 zur Sinterstrecke zu ückgeleitet, wodurch dann die auf die Sinterstrecke abgelagerten Pellets über der Herdschicht zu liegen kommen. Die Pellets auf dem die Sinterstrecke bildenden Gitterrost 42 wurden einer Flammbehandlung im Brennofen 48 bei einer Temperatur von 1375° C unterworfen. Heißluft von dem zum Kühlen dienenden Förderband 76 wurde dann durch die Sinterstrecke sowie durch die auf dieser Sinterstrecke liegenden Pellets hindurchgesaugt, um ein Sintern der Pellets auf

ίο der Sinterstrecke zu bewirken. Die Luft wurde dann durch den Staubsammler 56 geführt, wo in der Luft vorhandene Staubpartikel entfernt wurden. Das Wasser aus dem Staubsammler 56 wurde dann über die Leitung 59 an die Befeuchtungstrommel 19 zurückgeführt. Das gesinterte Material gelangte dann von der Sinterstrecke an den Rollbrecher 64, der die Teilchengröße des gesinterten Materials nach dem Brechen bestimmt.

Der Feinanteil aus dem Rollbrecher 64 trat durch das Vibrationssieb b8 und wurde im heißen Zustand an die Pelletisiereinrichtung 18 bzw. an eine Stelle dieser Einrichtung zurückgeführt, an der der Feinanteil nur wenigen Umdrehungen der Pelletisiereinrichtung 18 unterworfen wurde.

Der Feinanteil wurde dadurch im noch heißen Zustand mit den die Pellets bildenden Feinststoffen kombiniert, wodurch die erzeugten Pellets vorerhitzt und dann im vorerhitzten Zustand der Sinterstrecke zugeführt wurden. Das gebrochene gesinterte Material mit Zwischengröße wurde vom Abschnitt 28 des Förderbandes 22 als Herdschicht zurückgeführt, während das gebrochene, gesinterte Material mit der größten Teilchengröße auf dem Förderband 76 gekühlt und dann ganz abgeführt wurde. Es stellt sich dabei heraus, daß im Durchschnitt 2.5 t des gemischten

J5 Eingangsmaterials bzw. der der Vorrichtung zugeführten Feinststoffe je 930 cm² Siebfläche in einem einzigen Tag verarbeitet werden konnten.

Das obige Verfahren ergab ein gehärtetes, nach Größe selektiertes gesintertes Endprodukt von hoher

•»o Eignung für die weitere Verwendung in Hochöfen. Das beschriebene Verfahren arbeitet ebenfaL· gut mit anderen Feinststoffen, z. B. mit Flugasche aus Dampferzeugungsanlagen oder Staubkohle.

Das folgende Beispiel erläutert die Vorteile der

«5 Aufbereitung von Feinststoffen vor der Durchführung des eigentlichen Verfahrens, so daß die Qualität und damit auch der Wert des Endproduktes wesentlich erhöht wird und in vielen Fällen eine unerwartete höhere Durchsetzung erzielt wird. Bei Flugasche läßt sich grundsätzlich ein besseres Ergebnis bzw. Endprodukt bei Aufbereitung der Feinststoffe vor dem Sintervorgang erzielen, da es wegen der feinen Verteilung der Partikel leicht und mit geringem Aufwand bzw. geringen Kosten möglich ist, unerwünschte Anteile zu entfernen. Wenn das Ausgangsmaterial nicht in fein verteilter Form bzw. in Form von Feinststoffen vorliegt, z. B. bei Schlacke, ist es vorteilhaft, das Ausgangsmaterial zu mahlen, um somit die Möglichkeit zu einer Vorbehandlung zu erhalten.

Beispiel II

Flugasche aus einem Abscheider einer Dampferzeugungsanlage wurde in ähnlicher Weise wie beim Beispiel I behandelt Die Flugasche wurde \i>. der Aufbereitungsanlage 6 vorbehandelt, um die Feinststoffe magnetisch in zwei Anteile zu trennen. Die Entfernung des hohen Eisengehalt besitzenden Anteile ergab ein besseres Ergebnis beim Sinter Vorgang für die

Leichtgewichtsanteile, weil das Endprodukt sowohl im Gewicht erleichtert als auch in der Farbe aufgehest wurde.

Zum Zwecke der Trennung von magnetischen und nichtmagnetischen Anteilen enthielt die Aufbereitungsanlage 6 einen magnetischen Abscheider mit einer Troinmd hoher Drehzahl und einer weiteren langsamer drehenden Trommel. Durch Verwendung einer Reihe von Trommeln in Tandemanordnung und durch Veränderung der Drehzahlen kor,i,ien Ergebnisse mit veränderbarer Beschaffenheit erhalten werden.

Die folgenden Tabellen III und IV zeigen die Zusammensetzung der Eisen enthaltenden Anteile, die durch den magnetischen Abscheider abgeschieden wurden:

TabellelU

Physikalische Analyse
aschenfraktion

einer eisenhpladrnen Fliip-

Spezifiscnes Gewicht
Spezifische Blasenoberfläche
Brennverlust (%)
Tyler-Sieb-Maschengröße

+ 325

-325

3,73

1461,00

0,30

14,70
85,30

Tabelle IV

SiO₂

AI₂O₃

Fe₂O₃

CaO

MgO

SOi

P₂O₅

TiO₂

Na₂O

K₂O

Gesamt:

Gewichts-

prozente

15,37

4,36
74,41

1,40

0,52

2,40

1,10

0,12

0,17

0,15

100.00

io

25

Chemische Analyse einer eisenbeladenen Flugaschenfraktion ^J0

35

40

Wenn ein besonders hochwertiges Endprodukt gewünscht wird, kann der eisenenthaltende Anteil noch weiter aufbereitet werden, durch Hinzufügen einer magnetischen Behandlung, und zwar bis zu einer Konzentration von 90 oder mehr Prozent an rnagne- so tischem Material und einem spezifischen Gewicht von etwa 4,0. Bei einer Aufbereitung bis zu diesem Ausmaß ist der Eisen enthaltende Anteil praktisch ein Eisenkonzentrat von annähernd 60% reinem Eisenanteil.

Der nicht magnetische Anteil der Flugasche wurde in der Trommel 19 bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von ungefähr 18% benetzt und dann in der Pelletisiereinrichtung 18 zusammen mit dem rückgeführten heißen Feinanteil zu Pellets verarbeitet Die Pellets wurden dann an das Förderband 22 übertragen, wo die Pellets getrocknet und dann dem die Sinterstrecke bildenden Gitterrost 42 zugeführt wurden.

Die Pellets wurden dann im Brsnnofen 48 einer Flammbehandlung bei einer Temperatur von etwa 1280⁰C unterworfen. Durch die Windkästen 50 und die Pellets wurde Luft gesogen, wodurch die Pellets hitzegehärtet wurden. Nach dem Brechen, Sieben und Abkühlen ergab sich ein Endprodukt (Pellets) mit hoher Qualität und mit einer guten Eignung f!s Leichtgewichtsmasse.

Der schwerere Anteil des abgeschiedenen Materials wurde in ein schweres Sinterprodukt übergeführt, welches für viele Zwecke, z. B. als Beschickungsmaterial für einen Blas- bzw. Hochofen, für einen offenen Herdofen bzw. Martinofen oder aber für einen basischen Martinofen brauchbar ist. Der eisencnthaltcne Anteil kann, falls erwünscht ist, auch in Verfahren verwendet werden, bei denen feines Pulver erforderlich ist, wie z. B. in Waschanlagen, ?ls Thermoschweißmaterial, in der Pulvermetallurgie und so weiter. Die hauptsächliche Verwendung für den Eisen enthaltenen Anteil besteht jedoch in der Stahlherstellung, nachdem dieser Anteil wärmebehandeit wurde, um ein gesintertes Endprodukt in hochwertiger Form und mit festgelegter Größe bzw. hitzegehärtete Pellets bestimmter Größe zu bilden.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ergibt sich aus der Beschreibung des folgenden Beispiels, welche die Nützlichkeit des Verfahrens bei der Behandlung bzw. Aufbereitung von Abfallprodukten bei Stahlwerken zeigt.

Beispiel III

Anfallende Schlacke wurde in ähnlicher Weise, wie im Beispiel I beschrieben, behandelt. Das Ausgangsmaterial wurde dann vor dem eigentlichen Verfahren mit Hilfe der Aufbereitungsanlage 6 aufbereitet, um den Eisengehalt des Ausgangsmaterials zu erhöhen, während der Anteil von SiO₂ und anderer unerwünschter Stoffe verringert wurde. Der Eisengehalt wurde auf etwa 62% erhöht, bevor das eigentliche Verfahren begann. Die Feinststoffe wurden dann in der Befeuchtungstrommel bis zu einer.t Feuchtigkeitsgehalt von etwa 2% benetzt und in der Pelletisiereinrichtung mit den im heißen Zustand rückgeführten Feinanteilen gemischt. Die erzeugten Pellets wurden dann bei einer Temperatur von etwa 1040⁰C fünf Minuten lan; einer Flammbehandlung ausgesetzt. Die niederige Temperatur und die verhältnismäßig lange Dauer für die Flammbehandlung waren ausreichend für den Beginn einer exothermischen Reaktion. Ein großer Anteil der Hitze für das Zusammenbacken bzw. -Schweißen wurde dadurch aus der Oxydation der Eisen- und Metallanteile der Schlacke erhalten. Im allgemeinen sollte für eine genügende exotherme Wärmeentwicklung der Gesamteisengehalt des verwendeten Ausgangsmaterials mindestens 50% betragen.

Das gesinterte Material wurde dann von dem die Sinterstrecke bildenden Gitterrost 42 an den RcH-brecher 64 geleitet, welcher so eingestellt war, daß ein Endprodukt mit einer Größenabmessung von 52 mm gebildet wurde. Die dabei anfallenden kleineren Anteile bzw. der dabei anfallende Feinanteil wurde weiter gebrochen und ohne Kühlung der Einrichtung wieder zugeführt Das erhaltene Endprodukt wurde gekühlt und analysiert, wobei sich ein Eisengehalt von ungefähr 72% ergab. Das Endprodukt erwies sich als ausgezeichneter Ausgangsstoff für die Herstellung von Stahl.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspnich:

   Verfahren zur Rückgewinnung von bei industrieilen Herstellungsverfahren anfallenden Feinstoffen, bei welchem die Feinstoffe in einem ersten Verfahrensschritt angefeuchtet und pelletisiert sowie in anschließenden Verfahrensschritten getrocknet und bei einer Temperatur von über 1015⁰C einer Flammbehandlung unterworfen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die flammbehandelten Pellets im heißen Zustand gebrochen und gesiebt und der hierbei anfallende Feinanteil in noch heißem Zustand zum ersten Verfahrensschritt zurückgeführt ι > werden.