DE1963127C3

DE1963127C3 - Verfahren zum Agglomerieren von feinteiligem metallhaltigem Ausgangsmaterial

Info

Publication number: DE1963127C3
Application number: DE1963127A
Authority: DE
Inventors: Per Gudmar Bromma Kihlstedt (Schweden)
Original assignee: COLD BOUND PELLETS DJURSHOLM (SCHWEDEN) AB
Current assignee: COLD BOUND PELLETS DJURSHOLM (SCHWEDEN) AB
Priority date: 1968-12-20
Filing date: 1969-12-17
Publication date: 1979-10-04
Also published as: FR2027602A1; SE335623B; US3725032A; NL6919140A; DE1963127B2; GB1282750A; NO127404B; BE743439A; FI51493B; FI51493C; DE1963127A1; JPS5241202B1

Description

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 ^tn 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—230°C einer Druckbehandlung in einer Dampfatmosphäre ausgesetzt werden.

Derartige sogenannte Kaltbindeverfahren sind bei

spielsweise in den DE-PS 1 Π 042 und 197 497 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 Bindemittel verwendet Die geeigneten Bindemittel sind gelöschter Kalk, gelöschte Stahlofenschlacke und Zement, d. h. Stoffe, die einzeln oder in Kombination eine zufriedenstellende Bindewirkung für Eisenerzkonzentrate, z.B. Magnetit oder Hämatit, haben.

Die normalen Bindemittel haben sich jedoch bei der Herstellung von kaltgebundenen Aggiomeraten in solchen Fällen als ungeeignet erwiesen, in denen das im Agglomerat enthaltene wertvolle Metall in einem metallurgischen Prozeß herausreduziert wci -Jen soll, bei dessen Durchführung Schlacke zur Verwendung kommt deren Siliciumanteil größer ist als der Siiiciumanteil der schlackebildenden Komponenten des Ausgangsrnaterials. Bei den kaltgebundenen Aggiomeraten ist es daher für die Durchführung eines metallurgischen Prozesses erforderlich, zusammen mit den Agglomeraten verhältnismäßig große Mengen eines an Kieselsäure (SiCb) 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 ^lh Anteile Kieselsäure (SiOz) enthält. Die unter Verwendung eines derartigen Bindemittels {reformten Agglomerate werden vorzugsweise 1—48 Stunden in einer hauptsächlich aus Dampf bestehenden Atmosphäre bei einer Temperatur von 160—230⁰C 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 60 μπι 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 vernrennt zu einem extrem feinkörnigen Staub, der hauptsächlich aus Siliciumdioxyd besteht Dieses Material, das eine Teilchengröße unter 1 μπι 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 i-ommende Bindemittel auch mehr oder weniger alkalisches Materie¹, enthalten, z. B. gelöschte Stahlofenschlacke, Portland-Zement und gelöschten Kalk. Außer dem an Kitseisäure reichen Material kann auch ein hydraulisches Bindemittel zur 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 zweckmäßigerweise einem Mahlvorgang 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 w 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 diiurch 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:

Cr₂O₃ 54,0 Gewichtsprozent

FeO 15,7 Gewichtsprozent
SiO₂ 2,65 Gewichtsprozent

CaO 0,0 Gewichtsprozent

MgO 16,0 Gewichtsprozent

AI2O3 11,2 Gewichtsprozent

Bei dem Bindemittel handelt es sich um Siliciumdampf, der 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 Zd 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

Patentansprüche:

1. 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 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, to 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 ίο 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. ⁴ ">

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 ^V) hauptsächlich aus Eisenoxyd besteht.