DE2118881A1

DE2118881A1 - Verfahren zum Agglomerieren von feinkörnigem Eisenoxydmaterial und zum Härten der gebildeten Agglomerate

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Publication number: DE2118881A1
Application number: DE19712118881
Authority: DE
Inventors: Karl Göran Lidingö Görling (Schweden)
Original assignee: Boliden AB
Current assignee: Boliden AB
Priority date: 1970-04-20
Filing date: 1971-04-19
Publication date: 1971-11-04
Also published as: FI52110C; SE342839B; ES390335A1; FR2086199B1; BE765992A; FR2086199A1; CA941167A; SU628827A3; NO126743B; FI52110B

Description

DIPL.-ING. HANS WlEMUTH 4 DllSSELDORF-OBERKASSEL

DIPL.-ING. PETER- C. SROKA DOMINIKANERSTR.37,POSTFACH738

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_DEN 15. April 1971

IHR ZEICHEN:

MEIN ZEICHEN: 1-4048 -14/21

Betr.: Patentanmeldung

Boliden Aktiebolag Stockholm / Schweden.

Verfahren zum Agglomerieren, von. feinkörnigem Eisenoxydmaterial und zum Härten der gebildeten Agglomerate

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Agglomerieren von feinzerteiltem bzw. feinkörnigem, im wesentlichen aus Hämatit und/oder Magnetit bestehendem Eisenoxydmaterial, vorzugsweise angereicherten Eisenerzkonzentraten, und zum Härten der gebildeten Agglomerate.

Bestimmte Rohstoffe, welche einer metallurgischen Behandlung ausgesetzt werden sollen, weisen ungenügende physikalische Eigenschaften auf. Sie sind oft feinkörnig und haben eine niedrige Dichte und sind demzufolge stark staubend. Außerdem haben sie eine große Neigung, bei Befeuchtung Wasser anzunehmen.

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Solche Eigenschaften machen das Material zur Handhabung, Lagerung, zum !Transport und zur metallurgischen Weiterbearbeitung, z.B. zum Sintern im Kessel oder auf Band, oder zur Behandlung im Drehofen, Schachtofen oder im elektrischen Schmelzofen weniger geeignet. Solche Materialien sind außerdem oft allzu feinkörnig für Wirbelschichtprozesse, "bei denen gasförmiges Fluidisiermittel in größerer Menge zugesetzt werden soll.

Ein "besonders großes und schwieriges Problem besteht in der Handhabung, Lagerung, dem Transport und der Weiterbearbeitung von Material, welches von der Röstung feinkörniger Metallsul- w fide, insbesondere Flotationskonzentraten, herrührt, die vor der Anreicherung kräftig zermahlen worden sind, damit die verschiedenen Mineralien leichter selektiv getrennt werden können. Entsprechende Probleme liegen bei der Behandlung von Röstgut, das aus gröberem Sulfidmaterial entstanden ist, vor, das während der Röstung zersprengt worden ist.

Um aus feinkörnigem Material grobkörniges Röstgut zu erzeugen, wurden verschiedene Methoden vorgeschlagen und geprüft, um diese Materialien für die Beschickung von Hochöfen geeignet zu machen, wobei von diesen verschiedenen Methoden insbesondere die Pelletisierung und Brikettierung erwähnt werden können, k Diese Methoden bedeuten eine ohne Erwärmung, mit Zusatz von Wasser und gegebenenfalls Bindemittel durchgeführte primäre Agglomerierung, an welche gewöhnlich eine Trocknung und Brennung bei erhöhter Temperatur angeschlossen werden. Man hat auch versucht, Eisenoxydrohstoffe bei erhöhter Temperatur (800 bis 1100⁰G) zu brikettieren. Diese Versuche haben jedoch nicht zu industriell anwendbaren Verfahren geführt, was im wesentlichen darauf zurückzuführen ist, daß die Erwärmung sehr feinkörniger Materialien technisch schwer und aufwendig ist und die bei den Brikettformen auftretenden Materialprobleme nicht gelöst werden konnten.

Im Gegensatz dazu ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch

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gekennzeichnet, daß das feinkörnige Material durch Walzen, Mikropelletisieren oder andere Granulierverfahren agglomeriert und auf eine für eine Wirbelschichtbehandlung geeignete Korngrößenverteilung gebracht und anschließend einem Wirbelschichtofen zugeführt wird, dessen Bett durch Zufuhr von gasförmigem oder flüssigem Brennstoff und einem freien Sauerstoff enthaltenden Gas oder durchbeiße Gase erhitzt wird, und daß abschließend das Material in einem agglomerierten und gehärteten Zustand dem Bett entnommen wird. Ein kleinerer Anteil der von den Röstergasen mitgeführten Feinstoffe kann vorzugsweise davon abgeschieden und in die Agglomerierstufe zurückgeleitet werden.

Wie bereits erwähnt läßt sich das feinkörnige Eisenoxydmaterial in verschiedener V/eise agglomerieren. Mehrere dieser Agglomerierverfahren, die in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren angewendet werden können, sind in der schwedischen Patentschrift 304 767, der belgischen Patentschrift 740 320 und der spanischen Patentschrift 340 602 beschrieben. Gemäß der schwedischen Patentschrift 304 767 wird bei erhöhter Temperatur feinkörniges eisenhaltiges Material, das einer metallurgischen Behandlung unterworfen werden soll, durch Walzen zwischen im wesentlichen glatten oder an der Oberfläche geriffelten Walzen bei einer Temperatur von 300 bis 600⁰C agglomeriert, worauf die entstehenden Kuchen zerbrochen werden.

In der spanischen Patentschrift 340 602 ist ein Verfahren zur Agglomerierung von feinkörnigem, von der Eisensulfidröstung herrührendem Eisenoxyd beschrieben, das zur weiteren metallurgischen Behandlung durch Vakuumsinterung, Schmelzreduktion (Dored) oder bei solchen Prozessen wie Eisenschwammberstellung und chlorierender Verflüchtigung verwendet werden soll, wobei heißes Röstgut bei einer Temperatur von 200 bis 43O⁰G zwischen mit Brikettformen versehenen Walzen zusammengepreßt wird, worauf die entstehenden Briketts gegebenenfalls zu kleineren Stücken zerschlagen werden. In der belgischen Patentschrift 740 320 ist weiterhin ein Verfahren zur Agglomerierung von Eisenoxydmaterial.

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vorzugsweise Magnetit, "beschrieben, wobei die Agglomerierung des kalten oder bis zu 10O⁰O erwärmten Materials durch Walzen zwischen im wesentlichen glatten oder an der Oberfläche geriffelten Walzen in Gegenwart eines Gleitmittels erfolgt, das in einer solchen Menge zugesetzt wird, daß eine weaentliche Herabsetzung der Reibung zwischen den Körnern im Material erreicht wird, während der Gleitmittelzusatz höchstens in einer solchen Menge erfolgen soll, daß das Gleitmittel durch die entstehende Reibungswärme im wesentlichen verdampft werden kann.

In Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Agglomerierverfahren hat sich insbesondere das zuletzt erwähnte Verfahren als vorteilhaft erwiesen.

Das Material wird demzufolge zwischen glatten oder an der Oberfläche geriffelten Walzen bei einem Walzendruck von 1-10 t/cm je Walzenlänge agglomeriert, wobei der Walzendruck unter Berücksichtigung des verwendeten Walzendurchmessers und der Materialeigenschaften ausgewählt wird.

Wie bereits erwähnt, erfolgt in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Härtung des Materials in einem Wirbelschicht- bzw. Fließbett, das durch Verbrennen von gasförmigem oder flüssigem Brennstoff, wie beispielsweise Naturgas, Generatorgas oder Öl, auf die erforderliche Temperatur erhitzt worden ist. Die Temperatur, bei der das Agglomerat gehärtet wird, hängt von den Eigenschaften des Eisenoxydmaterials und den Anforderungen ab, die an die mechanische Festigkeit des Endproduktes gestellt werden, und außerdem auch von der erwünschten Temperatur der vorhandenen gehärteten Agglomerate. Der Härtungsprozeß kann vorzugsweise bei Temperaturen von 500 bis 1100⁰C durchgeführt werden.

Die Zufuhr und die Verbrennung des gasförmigen oder flüssigen Brennstoffes kann in verschiedener Weise erfolgen. Wenn ein flüssiger Brennstoff benutzt wird, hat es eich als vorteilhaft herausgestellt, das den notwendigen freien Sauerstoff enthaltende Gas, insbesondere iuft,^ durch den Ofenrost als Fluidisier-

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medium zuzuführen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das öl durch Düsen eingespritzt, die in dem Wirbelschichtbett in einer solchen Weise angeordnet sind, daß eine gleichmäßige Brennstoffverteilung erhalten wird. Das Öl kann dem Wirbelschichtbett auch zusammen mit dem sauerstoffhaltigen Gas in verdampfter oder suspendierter Form zugeführt werden. Wenn ein gasförmiger Brennstoff benutzt wird, kann Gas in Form von Naturgas oder aus festem oder flüssigem Brennstoff hergestelltes Gas benutzt werden. Das Gas kann vorzugsweise durch den Ofenrost oder direkt in das Wirbelschichtbett zugeführt werden. Wenn das Wirbelschichtbett mit heißen Gasen erhitzt wird, können diese aus strömungsfähigen Gasen bestehen, die durch eine außerhalb des Wirbelschichtofens erfolgte Verbrennung eines geeigneten Brennstoffes erhalten worden sind. Die heißen Gase können gemäß einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung jedoch auch indirekt erwärmt werden und beispielsweise Heißluft umfassen. Vom Standpunkt einer wirtschaftlichen Wärmeausnutzung ist es demzufolge vorteilhaft, die Wärme bzw. Hitze der heißen Abgase zurückzugewinnen, die den Wirbelschichtofen verlassen, indem diese Wärme dazu benutzt wird, die Verbrennungsluft beispielsweise in einem üblichen Wärmeaustauscher zu erhitzen. Wenn ein Bedarf an Dampf besteht, können die heißen Abgase vorzugsweise in einem Abgasdampfkessel abgekühlt werden.

Das das Wirbelschichtbett verlassende gehärtete grobkörnige Material kann in heißem Zustand weiteren Behandlungsstufen zugeführt werden, beispielsweise einer Reduktion zu Eisenschwammi Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Agglomerate lassen sich in vorteilhafter Weise auch mittels chlorierender Verflüchtigungsprozesse behandeln, beispielsweise in Verbindung mit solchen Verflüchtigungsprozeasen, wie sie in der schwedischen Patentschrift 319 785 (Patentanmeldung 3845/66) oder der ostzonalen Patentschrift 70 609 beschrieben sind. Gemäß diesen Patentschriften wird oxydisches Eiaenraaterial, das einen oder mehrere der Stoffe Ou, Zn, Pb, Co, Ni, Au, Ag, As, Bi, Sb und S enthält, ia heißem Zustand, beispielsweise bei Temperaturen

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zwischen 600 und 1100⁰G mit einem Gas behandelt, welches Chlor oder Chlorverbindungen enthält, oder mit einem Material, das ein Gas erzeugt, welches Chlor oder Chlorverbindungen enthält, wodurch diese Stoffe verflüchtigt werden. Der Chlorierungsprozeß kann in verschiedenen Ofentypen durchgeführt werden. Wirbelschichtofen oder Iließbettöfen haben sich insbesondere als vorteilhaft herausgestellt.

Wenn das gehärtete Produkt abgekühlt werden soll, läßt sich dieses in verschiedener Weise bewerkstelligen, beispielsweise in einem Wirbelschichtreaktor, in dem die Abkühlung entweder indirekt mit Kühlelementen und einem Kühlmedium, welches Luft oder Wasser umfaßt, oder direkt durch Einblasen von Luft durch den Ofenrost erfolgt. Die auf diese Weise erhitzte Luft kann zum Verbrennen des für den Prozeß notwendigen Brennstoffes verwendet werden. Gemäß einer anderen bevorzugten Kühlmethode wird die physikalische Wärme der Agglomerate dazu benutzt, Konzentrate zu trocknen, die agglomeriert werden sollen. In diesem Pail werden die feuchten Konzentrate in das Wirbelschichtbett eingeführt, in diesem windgesiebt und in einem Zyklon abgeschieden bzw. abgetrennt, der hinter dem Kühlreaktor angeordnet ist; anschließend werden die Konzentrate der Agglomerierungsstufe zugeführt. Um eine noch bessere Wärmeausnutzung des Systems zu erhalten, werden die Agglomerate vorzugsweise in zwei oder mehr Stufen auf die Härtungsteaiperatur erhitzt. Andere Kühlmethoden werden im folgenden noch beschrieben.

Wenn auch das Agglomerieren des Materials durch Walzen im allgemeinen zu bevorzugen ist, können auch andere Agglomeriermethoden benutzt werden, die ein Agglomerat mit geeigneter Korngrößenverteilung ergeben. Palis erwünscht, kann während des Agglomerierprozesses ein Bindemittel zugesetzt werden, beispielsweise Bentonit oder dergleichen. Zusätze von feinkörnigem bzw. feinzerteiltem Eisenschwamm ergeben in vorteilhafter Weise ein besonders festes Agglomerat. Natürlich läßt sich Eisenmaterial wie beispielsweise Karbonate und Hydrate bei diesem Verfahren rösten bzw. kalzinieren.

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Wie "bereits erwähnt, wird das Material bei der Härtung der Eisenoxydaggloaierate windgesiebt, wodurch die feinen. Partikel von den abgebenden Gasen mitgerissen werden. Diese feinen Partikel werden in einer Gasreinigungsanlage abgeschieden, in den Prozeß zurückgeleitet und mit dem ankommenden feinen Rohmaterial gemischt. Aus diesem Grunde ist es vorteilhaft, das in der Gasreinigungsanlage abgeschiedene Material dem Prozeß in heißem Zustand zuzuführen, um das neu ankommende Rohmaterial in gewissem Umfang zu erwärmen und zu trocknen.

Wie bereits erwähnt, soll die Körngröße der Agglomerate auf die für die Wirbelschichtbehandlung geeignete Größe gebracht bzw. eingestellt werden, wobei diese Korngröße im allgemeinen etwa 8 mm nicht überschreiten soll.

Durch das erfindungsgeraäße Verfahren wird ein nicht staubendes, agglomeriertes und gehärtetes Eisenoxydmaterial erzeugt, das in einem ia wesentlichen trockenen Zustand transportierbar ist, ohne daß Staubprobleme auftreten. Infolge seiner grobkörnigen Struktur ist das Material gut für eine Vakuumsinterung oder andere Behandlungsmetboden, in verschiedenen Ofentypen geeignet. Das Material ist insbesondere auch für eine weitere Bearbeitung in einem Wirbelschichtofen geeignet. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Material in heißem Zustand dem Ofen entnommen und direkt einer weiteren Behandlung in anderen thermischen Prozessen unterworfen werden kann, beispielsweise einer chlorierenden Verflüchtigung. In diesem Fall wird das Material nach Beendigung dieser weiteren Behandlung abgekühlt.

Wenn es sich bei dean nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu behandelnden feinzerteiltem bzw. feinkörnigem Eisenoxydmaterial um Hämatit handelt, läßt dieses sich in Verbindung mit der Härtungsstufe des Agglomerates zu Magnetit umwandeln. Dies wird dadurch erreicht, daß das Verhältnis zwischen dem dem System zugeführten Brennstoff und dem Sauerstoff in einer solchen Weise eingestellt wird, daß der Sauerstoff-Partialdruck in den entstehenden Gasen unter einer Druck-Temperatur-Kurve (II, Fig.

1) gehalten wird, die in einem Koordinatensystem, in dem der

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Sauerstoff-Partialdruck in Atmosphären als ^_QlogF_Q über der Ordinate und die Temperatur in ⁰C über der Abszisse aufgetragen sind, durch folgende Punkte geht:

log P₀ Temperatur

-12.0 ² 700

-9.5 800

- 7.5 900

- 5.8 1000

- 5.0 1050

Es ist aus mehreren magnetisierenden Röstprozessen, bei denen hämatitisches Material so behandelt wird, daß es magnetisch angereichert werden kann, bekannt, das Verhältnis zwischen Brennstoff und Sauerstoff zu diesem Zweck in der geeigneten Weise einzustellen. Demzufolge ist es mittels des erfindungsgeinäßen Verfahrens möglich, ein feinkörniges hämatitisches Material in ein gehärtetes grobkörniges magnetitisches Material umzuwandeln. Es hat sich herausgestellt, daß aus Magnetit ein festeres Agglomerat erhalten werden kann als aus Hämatit.

Es ist ebenfalls möglich, feinkörniges hämatitisches Material in Verbindung mit dem Agglomerierungsprozeß magnetisch anzureichern, wozu das Verfahren in einer geringfügig abgewandelten Vfeise durchgeführt wird. Dabei kann das feinkörnige Material * dem Härtungsofen zugeführt werden, ohne daß es vorher agglomeriert worden ist, wobei das Verhältnis zwischen Brennstoff und Sauerstoff in der oben beschriebenen Weise eingestellt wird, so daß Magnetit erhalten wird. Das gesamte dem Ofen zugeführte feinkörnige Material wird von den Röstgasen mitgerissen bzw. mitgeführt und einem Magnetabscheider zugeführt, nachdem das Material in geeignetem Umfang abgekühlt und von den Gasen abgeschieden worden ist. Auf diese Weise läßt sich nichtmagnetisches Material abscheiden und das magnetische Material wird dann der bereits erwähnten Agglomeriereinrichtung zugeführt, aus der das Material dann in den Hartungsreaktor zurückgeführt wird. Das Material wird dann in dem Reaktor unter Beibehaltung der Magnetisierungsbedingungen gehärtet, wonach es aus dem

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Bett des Hartungsreaktors in agglomerierter gehärteter Form als Magnetit entnommen wird.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es ebenfalls möglich, aus dem feinkörnigen Rohmaterial Stoffe wie Arsen, Antimon, Wismut, Zinn und Blei zu isolieren. Für diesen Fall hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, den Sauerstoff-Partialdruck derart einzustellen, daß er unterhalb einer Druck-Temperatur-Kurve (I in Fig. 1) liegt, die durch folgende Punkte verläuft:

log Pq Temperatur

-9.0 700

-6.5 800

-4.5 900

-3.0 1000

-2.3 1050

Die Erfindung wird im folgenden mehr ins Detail gehend unter Bezugnahme auf die Figuren 2 bis 5 näher beschrieben, in der in schematieoher Weise bevorzugte Ausführungsformen dargestellt sind.

Fig. 2 zeigt einen Rohmaterialbehälter 1 für feinkörniges Eisenoxydmaterial. Das Material wird von dem Behälter 1 einer Agglomeriereinrichtung 2 zugeführt, die zwei im wesentlichen glatte oder an der Oberfläche geriffelte Walzen umfaßt, zwischen denen das Material verdichtet wird, um ein Agglomerat zu bilden, welches eine für eine Wirbelschiohtbehandlung geeignete Korngrößenverteilung aufweist, Das agglomerierte Eisenoxyd wird dann durch die Leitung 3 einem Wirbelschichtofen 4 zugeführt, in dem die Agglomerate bei Temperaturen von 800 bis 300⁰G erhitzt und gehärtet werden. Den Ofen 4 verlassendes Gas und von dem Gas mitgerissener Staub gelangen durch eine Leitung 5 in einen Wärmeaustauscher 6, in dem das Gas abgekühlt wird. In dem Wärmeaustauscher 6 aus dem Gas ausfallender Staub wird durch eine Leitung 7 wieder der Agglomeriereinrichtung 2 zugeführt, während das abgekühlte Gas durch eine Lei-

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tung 8 einem Zyklon 9 zugeführt wird. Der in dem Zyklon abgeschiedene Staub wird durch eine Leitung 10 wieder der Agglomeriereinrichtung zugeführt, während das gereinigte Gas durch eine Leitung 11 und einen Elektrofilter 12 abgelassen wird. Die Restwärme des Gases kann z.B. in einer nicht dargestellten Weise zur Trocknung des ankommenden Rohmaterials benutzt werden.

Die Wärmeversorgung des Ofens 4 erfolgt mittels eines flüssigen oder gasförmigen Brennstoffes, der deai Ofen durch eine Leitung 13 zugeführt wird, wobei diese Zufuhr entweder direkt durch das Bett oder durch den Ofenrost erfolgt. Die 'Zur Bildung der Wirbelschicht und zum Verbrennen des Brennstoffes notwendige Luft wird in vorerwärmtem Zustand durch eine Leitung 14 zugeführt, nachdem diese durch eine leitung 15 zugeführte Luft vorher einen Kühlreaktor 16 und den Wärmeaustauscher 6 durchströmt hat. Die gehärteten Agglomerate werden aus dem Ofen durch eine Leitung 17 entnommen und dem Kühlreaktor 16 zugeführt, in dem sie von der durch die Leitung 15 zugeführten Luft gekühlt und gleichzeitig fluidisiert werden.

3 zeigt eine Anlage zur Durchführung des erfindungsge-. mäßen Verfahrens, bei dem die Erwärmung und die Härtung in zwei Stufen erfolgen. Bei dieser Anlage gelangt das Rohmaterial aus dem Rohmaterialbehälter 21 zu einer Agglomeriereinrichtung 22, die aus zwei im wesentlichen glatten oder an der Oberfläche geriffelten Walzen besteht, zwischen denen das Material verdichtet wird, um Agglomerate zu bilden, welche die für eine Wirbelschichtbehandlung geeignete Korngrößenverteilung haben. Das agglomerierte Eisenoxyd gelangt dann durch eine Leitung 23 Ln einen Vorwärmereaktor 24, in dem die Agglomerate auf eine Temperatur von etwa 400⁰C erwärmt werden. Zum Erwärmen und Fluidisieren des agglomerierten Eisenoxydes wird dem Vorwärmereaktor 24 ein heißes gasförmiges Medium durch eine Leitung 2'-zugefübrt. Das Gas und die davon mitgerissenen feinen Partie«! gelangen von dem Vorwärmereaktor 24 durch eine Leitung 26 in einen Zyklon 27, in dem das feine Material abgeschieden und

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durch eine leitung 28 zur Agglomeriereinrichtung zurückgeführt wird. Das den Zyklon 27 durch eine Leitung 27' verlassende Gas wird vorzugsweise zur Trocknung des feinkörnigen Rohmaterials benutzt. Das vorerwärnite agglomerierte Eisenoxyd wird von dem Vorwärmereaktor 24- durch eine Leitung 29 einem Hartungsreaktor 30 zugeführt. Die Agglomerate werden in dem Hartungsreaktor 30 fluidisiert, wobei sie. etwa auf 800 bis 900⁰C erhitzt werden. Das den Reaktor 30 verlassende Gas mit den davon mitgerissenen feinen Partikeln gelangt durch eine Leitung 31 und einen Wärmeaustauscher 32 in einen Zyklon 33. In dem Wärmeaustauscher 32 wird Luft vorerwärait und durch eine Leitung 34 dem Härtungsreaktor 30 zugeführt, um durch Brennerköpfe 35 eintretenden Brennstoff zu verbrennen. Das Abgas, das in dem Zyklon 33 vom größten Teil der mitgeführten 3?estteilchen gereinigt worden ist, gelangt durch eine Leitung 36 und einen gegebenenfalls vorhandenen Elektrofilter 37 in einen Wärmeaustauscher 38. Nachdem das Gas in dem Wärmeaustauscher 38 erhitzt worden ist, wird es durch eine Leitung 39 wieder in den Härtungsreaktor 30 zurückgeführt. Überschüssiges Gas wird durch eine Leitung 40 abgeleitet. Das in dein Zyklon 33 abgeschiedene feste Material wird durch eine Leitung 41 der Agglomeriereinrichtung 22 zugeführt, in der es zusammen mit dem neu zugeführten Rohmaterial und dem von dem Zyklon 27 zurückgeführten Material agglomeriert wird. Das agglomerierte Material gelangt von dem Härtungsrea^rctor 30 durch eine Leitung 42 in einen Kühlreaktor 43, in dem die Agglomerate mittels Luft in fluidisiertem Zustand gehalten und auf etwa 300°0 abgekühlt werden, bevor sie durch eine Leitung 44 als grobkörniges Endprodukt entnommen werden, das für weitere metallurgische Prozesse verwendbar ist. Dem Kühlreaktor 43 wird die erforderliche Luftmenge durch eine Leitung 45 zugeführt. Die Luft strömt aus dem Kühlreaktor 43 durch eine Leitung 46 aus und wird dem Wärmeaustauscher 38 als "Verbrennungsluft für durch eine Leitung 47 eintretenden Brennstoff zugeführt. Die Verbrennungsgase werden durch die Leitung 25 in den Vorwäraereaktor 25 geleitet.

In Pig. 4 ist eine abgewandelte Ausführungsform einer Anlage für

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einen zweistufigen Hart tings pro ζ eß dargestellt, "bei der die Härtungswärme ausschließlich von zirkulierendem Gas aufgebracht wird, das außerhalb der Reaktoren erhitzt wird. Das Rohmaterial gelangt von einem Behälter 51 zu einer Agglomeriereinrichtung 52. Die Agglomerate werden durch eine Leitung 53 einem Vorwärmereaktor 54 zugeführt. Der Vorwärmereaktor 54 wird durch eine Leitung 55 mit Heißgas versorgt, um die Agglomerate bei einer Temperatur von etwa 400⁰C zu erwärmen und zu fluidisieren. Den Vorwärmereaktor 54 verlassendes Gas und von dem Gas mitgerissener Staub werden durch eine Leitung 56 einem Zyklon 57 zugeführt. In dem Zyklon 57 abgeschiedener Staub wird durch eine Leitung 58 wieder der Agglomeriereinrichtung 52 zugeführt. Das gereinigte Gas strömt aus dem Zyklon 57 durch eine Leitung 57' aus und kann zur Trocknung des Rohmaterials benutzt werden. Die vorerwärmten Agglomerate gelangen durch eine Leitung 59 in einen Härtungsreaktor 60, in dem sie bei einer Temperatur von 800 bis 900⁰O gehärtet werden, wobei sie weiterhin fluidisiert bleiben. Das aus dem Härtungsreaktor 60 austretende Gas gelangt durch eine Leitung 61 in einen Zyklon 62. In dem Zyklon 62 abgeschiedener Staub wird durch eine Leitung 63 wieder zur Agglomeriereinrichtung zurückgeführt. Aus dem Zyklon 62 austretendes gereinigtes Gas wird durch eine Leitung 64 einer Verbrennungskammer 65 zugeführt, aus der das Gas, nachdem es erwärmt worden ist, durch eine Leitung 66 aus-

f- strömt. Das durch die Leitung 66 ausströmende Gas wird dann in zwei Gasströme aufgeteilt, wobei der eine Gasstrom durch die Leitung 55 dem Vorwärmereaktor 54 und der andere Gasstrom durch eine Leitung 67 dem Hartungsreaktor 60 zugeführt wird, in dem es das Pluidisiermittel bildet. Das Gas enthält die für den Härungsprozeß notwendige Wärme. Die gehärteten Agglomerate werden durch die Leitung 68 entnommen und einem Kühlreaktor 69 zugeführt, in dem sie mittels der durch die Leitung 70 zugeführten Luft in fluidisiertem Zustand gehalten und gekühlt werden. Die gekühlten gehärteten Agglomerate werden durch eine Leitung 71 ausgetragen. Die aus dem KUhlreaktor 69 austretende Luft wird durch eine Leitung 72 der Verbrennungskammer 65 zugeführt, in der sie die Verbrennungsluft für durch eine Leitung 73 zugeführten flüssigen oder gasförmigen Brennstoff bildet.

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Pig. 5 zeigt, wie das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann, wenn in Verbindung mit dem Agglomerier- und Härtungsprozeß ursprünglich hämatitisches Material magnetisch angereichert werden soll. Das feinkörnige hämatitiscbe Rohmaterial gelangt aus einem Behälter 81 durch eine leitung 82 in das Bett eines Wirbelschichtofens 83, in dem das Material unter den oben erwähnten magnetitbildenden Bedingungen erwärmt wird. Der Sauerstoff zum Verbrennen des durch die Leitung 84 zugeführten Öles tritt durch eine leitung 85 ein, und zwar in Form von Luft, die gleichzeitig als Fluidisiermittel dient. Das feinkörnige Material, in dem das Eisenoxyd praktisch vollständig in Form von Magnetit vorliegt, wird dem Ofen 43 zusammen mit den Abgasen durch eine Leitung 86 entnommen und einem Wärmeaustauscher 87 zugeführt. Die Gase und der davon mitgeführte Staub gelangen in kaltem Zustand aus dem Wärmeaustauscher 87 durch eine Leitung 88 in einen Zyklon 89, in dem das mitgeführte magnetitische Material abgeschieden wird. Das gereinigte Gas verläßt den Zyklon 89 durch eine Leitung 90. Das abgeschiedene feste Material gelangt aus dem Zyklon 89 durch eine Leitung 91 in einen Magnetabscheider 92, aus dem nichtmagnetisches Material durch eine Leitung 93 ausgetragen wird, während magnetisches Material einer Agglomeriereinrichtung 94 zugeführt wird. Das agglomerierte Magnetit gelangt dann wieder durch eine Leitung 95 in den Ofen 93. Die gehärteten grobkörnigen Agglomerate werden dann aus dem Bett des Ofens 83 dutfch eine Leitung 96 entnommen und gegebenenfalls einem (nicht dargestellten) Kühlreaktor zugeführt. Das anhand von Fig. 5 beschriebene Verfahren kann in mehreren Stufen durchgeführt werden, wobei die Wärme im wesentlichen in der gleichen Weise zurückgewonnen werden kann, wie es in Verbindung mit den vorher beschriebenen Verfahrensarten der Pail ist. Wie bereits erwähnt, können zur Erwärmung des Wirbelbettes im Ofen 83 Heißgase benutzt werden, so daß dann keine Verbrennung von Öl in dem Ofen stattfindet.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Agglomerieren von f einzerteiltein "bzw. feinkörnigem, im wesentlichen aus Hämatit und/oder Magnetit "bestehendem Eisenoxydmaterial, vorzugsweise angereicherten Eisenerzkonzentraten, und zum Härten der gebildeten Agglo-

\ merate, dadurch gekennzeichnet, daß das feinkörnige Material durch Walzen, Mikropelletisieren oder andere Granulierverfahren agglomeriert und auf eine für eine Wirbelsebichtbehandlung geeignete Korngrößenverteilung gebracht und anschließend einem Wirbelschichtofen zugeführt wird, dessen Bett durch Zufuhr von gasförmigen! oder flüssigem Brennstoff und einem freien Sauerstoff enthaltenden Gas oder durch heiße Gase erhitzt wird, und daS abschließend das Material in einem agglomerierten und gehärteten Zustand de*n Bett entnommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ^ von den den Wirbelschichtofen verlassenden Röstgasen mitgerissene feinkörnige Material abgeschieden und in die Agglomerierstufe zurückgeleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß hämatithaltiges feinkörniges Material deai Wirbelschichtofen zugeführt wird, in dem es in einer Atmosphäre mit einem solchen Sauerstoff-Partialdruck erhitzt wird, daß das Hämatit in Magnetit umgewandelt wird, woraufhin das Material in feinkörnigem Zustand mit den den Wirbelschichtofen verlassenden Gasen aus dem Wirbelschichtofen austritt, von den Gasen abgeschieden, magnetisch angereichert, agglomeriert und wieder '· den Wirbelschichtofen zurückgeführt wird, aus dessen Bett as anschließend in agglomeriertem, gehärtetem und magnetischem

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Zustand entnommen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das feinkörnige Eisenoxydmaterial mindestens einen der zusätzlichen Stoffe As, Sb, Bi, Sn oder Pb enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das agglomerierte Material in dem Wirbelschichtofen in einer Atmosphäre mit einem solchen Sauerstoff-Partialdruck erhitzt wird, daß der zusätzliche Stoff oder die zusätzlichen Stoffe ausgetrieben werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Material vor der Agglomerierstufe ein Bindemittel wie Bentonit oder dergleichen zugesetzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel Eisenschwammpulver verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das feinkörnige Eisenoxydmaterial mindestens einen der zusätzlichen Stoffe Ou, Zn, Pb, Go, NI, Au, Ag, As, Bi, Sb und S enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die gehärteten Agglomerate in heißem Zustand aus dem V/irbelschichtofen in einen Reaktor überführt werden, in dem sie mit einem Gas, das Chlor- oder Chlorverbindungen enthält, oder mit einem Stoff behandelt werden, der ein Gas abgibt, das Chlor oder Chlorverbindungen enthält, wodurch diese zusätzlichen Stoffe verflüchtigt werden.

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