DE1963127B2 - Verfahren zum Agglomerieren von feinteiligem metallhaltigem Ausgangsmaterial - Google Patents
Verfahren zum Agglomerieren von feinteiligem metallhaltigem AusgangsmaterialInfo
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- C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
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Description
55
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Agglomerieren von feinteiligem Ausgangsmaterial, das mindestens
ein chemisch gebundenes Metall enthält, das aus dem Ausgangsmaterial in einem metallurgischen Prozeß
herausreduziert werden soll, bei dem eine Schlacke b0
verwendet wird, deren Siliciumgehalt höher als der Siliciumgehalt der schlackebildenden Komponenten des
Ausgangsmateriales ist, wobei das Ausgangsmaterial mit einem Bindemittel vermischt und zu Agglomeraten
geformt wird, die bei einer Temperatur von etwa 160—2300C einer Druckbehandlung in einer Dampfatmosphäre
ausgesetzt werden.
Derartige sogeni nnte Kaltbindeverfahren sind beispielsweise
in den DE-PS 1 11 042 und 1 97 497 beschrieben. Bei diesen Verfahren, die bei Temperaturen
durchgeführt werden, die weit unter der Sintertemperatur der in den Agglomeraten anwesenden Stoffe
liegt, werden die Agglomerate hart und es entstehen sogenannte kaltgebundene Agglomerate unter der
Voraussetzung, daß man ein geeignetes Biademittei verwendet Die geeigneten Bindemittel sind gelöschter
Kalk, gelöschte Stahlofenschlacke und Zement, d.h. Stoffe, die einzeln oder in Kombination eine zufriedenstellende
Bindewirkung für Eisenerzkonzentrate, ζ. Β. Magnetit oder Hämatit, haben.
Die normalen Bindemittel haben sich jedoch oei der Herstellung von kaltgebundenen Agglomeraten in
solchen Fällen als ungeeignet erwiesen, in denen das im Agglomerat enthaltene wertvolle Metall in einem
metallurgischen Prozeß herausreduziert werden soll, bei dessen Durchführung Schlacke zur Verwendung
kommt, deren Siliciumanteil größer ist als der
Siliciumanteil der schlackebildenden Komponenten des Ausgangsmaterials. Bei den kaltgebundenen Agglomeraten
ist es daher für die Durchführung eines metallurgischen Prozesses erforderlich, zusammen mit
den Agglomeraten verhältnismäßig große Mengen eines an Kieselsäure (S1O2) reichen Materials zuzugeben.
Hierdurch wird die Rückgewinnung der in den Agglomeraten enthaltenen wertvollen Metalle schwieriger
und infolge des größeren Schlackenvolumens entstehen in jedem Fall auch andere Nachteile. Beim
Agglomerieren von basischen, insbesondere ultrabasischen Erzkonzentraten und ähnlichen Ausgangsmaterialien
ist es bei Verwendung der üblichen Bindemittel nicht möglich, eine befriedigende Kaltbindung zu
erzielen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Agglomerierverfahren für solche metallhaltige Ausgangsmaterialien
zu schaffen, deren schlackebildenden Komponenten einen relativ niedrigen Siliciumanteil
haben und die in einem metallurgischen Prozeß aufbereitet werden sollen, bei welchem eine Schlacke
mit einem demgegenüber höheren Siliciumanteil zur Verwendung kommt, ohne daß bei der anschließenden
metallurgischen Behandlung der Agglomerate die oben geschilderten Nachteile auftreten.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Agglomerierverfahren dadurch gekennzeichnet, daß
man ein Bindemittel verwendet, das mindestens 2h
Anteile Kieselsäure (S1O2) enthält. Die unter Verwendung
eines derartigen Bindemittels geformten Agglomerate werden vorzugsweise 1—48 Stunden in einer
hauptsächlich aus Dampf bestehenden Atmosphäre bei einer Temperatur von 160—230°C und einem Druck
von 10—70 atü behandelt.
Bei dem Ausgangsmaterial kann es sich um ein Erzkonzentrat oder ein Sekundärprodukt handeln,
welches von einer Trennanlage zurückgeleitet wird, z. B. ein Staubabscheidungsprodukt, das man beim Behandeln
von Erzkonzentrat erhält. Das Erzkonzentrat kann beispielsweise vorwiegend aus Eisenoxyden oder aus
Chromeisenerz bestehen. Das Ausgangsmaterial kann jedoch auch als wertvolle Komponente zumindest eines
der Metalle Cu, Pb und Zn enthalten. Darüber hinaus kann im Ausgangsmaterial auch ein verhältnismäßig
hoher Anteil an basischen Substanzen, z. B. basische Gangart, vorhanden sein.
Das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Verwendung kommende und in der Hauptsache aus
Kieselsäure bzw. Siliciumdioxid bestehende Bindemittel
muß verhältnismäßig fein zerkleinert sein. Ein geeignetes Bindemittel sollte pro Gramm eine Oberfläche von
mehr als 3000 cm2 haben. Bei dem zur Verwendung kommende Bindemittel kann es sich beispielsweise um
fein zerkleinerten Quarz handeln, der auf eine Teilchengröße von 80 Gewichtsprozent unter 60μιη
zermahlen worden ist. Mit Vorteil läßt sich auch noch feiner gemahlenes Material verwenden. Anstelle von
fein gemahlenem Quarz oder in Kombination mit diesem lassen sich auch andere fein zerkleinerte
Materialien verwenden, die reich an Kieselsäure sind,
wie z. B. Kieselsäure enthaltende Schlacke. Das Bindemittel kann vorteilhafterweise mindestens teilweise aus extrem fein zerkleinertem Material bestehen,
welches im wesentlichen Siliciumdioxyd enthält Ein derartiges Material ist beispielsweise sogenannter
Siliciumdampf, der bei der metallurgischen Gewinnung von Siliciumeisen als Teil des herausreduzierten
Siliciums anfällt Das verdampfte Silicium entweicht aus dem Ofen und verbrennt zu einem extrem feinkörnigen
Staub, der hauptsächlich aus Siliciumdioxyd besteht Dieses Material, das eine Teilchengröße unter 1 μίτι
besitzt und bisher wirtschaftlich nicht genutzt werden konnte, läßt sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
mit großem Vorteil als Bindemittel verwenden. Auch anderer mit Kieselsäure angereicherter Staub oder
pulverartige Substanzen, die in Luftreinigungsfiltern der metallurgischen Industrie, sowie auch in Gießereien und
im Bergbau anfallen, lassen sich mit Vorteil als Bindemittel verwenden. In bestimmten Fällen kann das
zur Verwendung kommende Bindemittel auch mehr oder weniger alkalisches Material enthalten, z. B.
gelöschte Stahlofenschlacke, Portland-Zement und gelöschten Kalk. Außer dem an Kieselsäure reichen
Material kann auch ein hydraulisches Bindemittel zur y>
Verwendung kommen, und zwar in einer solchen Menge, daß die Agglomerate bis zu 20 Gewichtsprozent
an siliciumreichem Bindemittel und bis zu 10 Gewichtsprozent hydraulisches Bindemittel enthalten.
Normalerweise wählt man die Mengen so, daß die Agglomerate nicht mehr als 30 Gewichtsprozent
Bindemittel, zweckmäßigerweise zwischen 5 und 15 Gewichtsprozent enthalten.
Das Bindemittel muß innig mit dem Ausgangsmaterial vermischt werden. Die hergestellte Mischung wird 4r>
zweckmäßigerweise einem Malilvorgang unterworfen, um die Mischung noch besser zu homogenisieren, wobei
mechanische Reaktionen veranlaßt werden, welche die sich anschließende Kaltbindung der Bestandteile der
Agglomerate fördern und zu einer größeren Festigkeit so
der fertigen Agglomerate führen. Die Mischung wird in feuchtem Zustand zu Agglomeraten geformt, bei denen
es sich um Briketts bestimmter Form oder um mittels
eines Rolliervorganges hergestellte Pellets handeln
kann. Diese Agglomerate, die bisher noch nicht kalt gebunden sind, enthalten oftmals mehr Wasser, als für
die nachfolgenden Behandlung mit Dampf bei erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur günstig ist In
derartigen Fällen können die Agglomerate vor der Behandlung in gewünschtem Ausmaß vorgetrocknet
werden. Das Trocknen der Agglomerate kann dadurch erfolgen, daß man sie z. B. auf einem Förderband
langsam vorwärts bewegt, hierbei mit Heißluft bestreicht und/oder mit Hilfe von Strahlungsheizkörpern
erhitzt
Nach einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß Erfindung wurde ultrabasisches Chromiterz
folgender Zusammensetzung agglomeriert:
Bei dem Bindemittel handelt es sich um Siliciumdampf, dei bei der Siliciumeisenherstellung anfällt und
etwa 90% SiO2 in sehr fein zerkleinerter Form enthält. Das Chromeisenerzkonzentrat besaß eine Korngrößenverteilung von etwa 80 Gewichtsprozent unter 0,25 mm.
Ein Drittel des Materials wurde auf eine Korngröße von 80 Gewichtsprozent unter 0,10 mm zermahlen, um die
Bildung von Pellets zu erleichtern und den Kompaktheitsgrad zu verbessern. Eine Mischung aus 60
Gewichtsprozent des ursprünglichen Chromeisenerzkonzentrates, 30 Gewichtsprozent des in der zuvor
erwähnten Weise zusätzlich gemahlenen Konzentrates und 10 Gewichtsprozent Siliciumdampf wurden in
feuchtem Zustand in einer Stabmühle gemahlen und homogenisiert. Danach wurde das gemahlene Gut auf
einem Pelletierteller zu Pellets geformt, wobei für den Pelletiervorgang eine geeignete Menge Wasser zugegeben wurde.
Anschließend wurden die Pellets als vorbereitende Maßnahme 50 Minuten lang mit Heißluft bestrichen, um
ihnen vor der Behandlung im Autoklaven den notwendigen Feuchtigkeitsgrad zu verleihen. In einem
Dampfautoklaven wurden die Pellets 15 Stunden lang einer Temperatur von 2050C und einem Druck von
20 atü ausgesetzt. Die erhaltenen Agglomerate wiesen ausgezeichnete Festigkeitseigenschaften auf, und zwar
sowohl in kaltem Zustand als auch während der Reduktion in heißem Zustand. Die Kaltdruckfestigkeit
für Pellets mit einem Durchmesser von 12 mm lag in der
Größenordnung von 100 kp.
Claims (9)
1. Verfahren zum Agglomerieren von feinteiligem
Ausgangsmaterial, dos mindestens ein chemisch
gebundenes Metall enthält, das aus dem Ausgangsmaterial in einem metallurgischen Prozeß herausreduziert
werden soll, bei dem eine Schlacke verwendet wird, deren Siliciumgehalt höher als der
Siliciumgehalt der schlackebildenden Komponenten ι ο des Ausgangsmaterials ist, wobei das Ausgangsmaterial
mit einem Bindemittel vermischt und zu Agglomeraten geformt wird, die bei einer Temperatur
von etwa 160—2300C einer Druckbehandlung in
einer Dampfatmosphäre ausgesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Bindemittel
verwendet, das mindestens 2h Anteile
Kieselsäure (SiO2) enthält
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Bindemittel zumindest teilweise Siliciumdampf verwendet
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Bindemittel verwendet,
welches neben Kieselsäure auch ein hydraulisches Bindemittel in einer solchen Menge enthält,
daß die Agglomerate bis zu 20 Gewichtsprozent kieselsäurehaltiges Bindemittel und bis zu 10
Gewichtsprozent hydraulisches Bindemittel enthalten.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, >o
dadurch gekennzeichnet, daß man Bindemittel in einer solchen Menge zusetzt, daß die Agglomerate
bis zu 30 Gewichtsprozent Bindemittel enthalten.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Bindemittel in !"'
einer solchen Menge zusetzt, daß die Agglomerate zwischen 5 und 15 Gewichtsprozent Bindemittel
enthalten.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Agglomerate vor 4(l
der Dampfbehandlung bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck vorgetrocknet werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsmaterial
Chromeisenerz verwendet.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsmaterial
mindestens eines der Metalle Cu, Pb und Zn enthält.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsmaterial ^0
hauptsächlich aus Eisenoxyd besteht.
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