DE2314637C2

DE2314637C2 - Verfahren zur PreBgranulation von in Entstaubungsanlagen abgeschiedenen Industriestauben

Info

Publication number: DE2314637C2
Application number: DE2314637A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr.-Ing. 7101 Loewenstein Pietsch
Original assignee: Hutt 7105 Leingarten GmbH
Current assignee: Hutt 7105 Leingarten GmbH
Priority date: 1973-03-23
Filing date: 1973-03-23
Publication date: 1975-03-06
Also published as: FR2222130A1; US3948638A; JPS5025482A; ZA741862B; DE2314637B1; IT1009701B; NL7403727A; GB1466424A

Description

in vielen Fällen auch ohne Zusatz von Bindemitteln durch Preßagglomerationsverfahren möglich, bei de-

40 nen der feindisperse Feststoff unter der Wirkung hoher Kräfte in Stempel- oder Walzenpressen verdichtet wird. Es entstehen Tabletten und Formkörper na-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Preßgra- hezu beliebiger Form, sogenannte Briketts, sowie

nulation von in öfen und Reaktoren nachgeschalte- plattenartige Körper, sogenannte Schülpen, die durch

ten Entstaubungsanlagen abgeschiedenen feindisper- 45 Zerkleinern und Absieben in Granulat definierter

«en, an der Oberfläche — bedingt durch die Behänd- Korngröße überführt werden können,

lung im vorangegangenen Prozeß — oxyd-, hydro- In vielen Fällen enthalten die in, insbesondere in

xyd-, carbonat- oder kohlenstoffhaltige Bestandteile der Erzverhüttung öfen und Reaktoren nachgeschal-

eufweisenden Industriestäuben unter Zusatz eines teten, Entstaubungsanlagen abgeschiedenen feindis-

Bindemittels und gegebenenfalls von Wasser. Dabei 50 persen Feststoffteilchen (Staubteilchen) genügend für

werden die Stäube in Granulate mit für die Rückfüh- eine Auf- oder Weiterverarbeitung wertvolle Anteile,

rung in den Prozeß ausreichenden Festigkeitseigen- so daß eine Aufbereitung der abgeschiedenen Stäube

schäften überführt und wieder in den Prozeß aufge- zur Wiederverwendung im Prozeß selbst oder einem

geben. anderen Verfahren gerechtfertigt wäre, wenn sie

Durch die immer schärfer werdenden Bestimmun- 55 wirtschaftlich durchgeführt werden könnte. Im allge-

gen des Umweltschutzes werden viele Industrie- meinen ist diese Wirtschaftlichkeit aber nicht gege-

rweige vor das Problem der Beseitigung großer Men- ben, da die feindispersen Staubteilchen nicht direkt

gen in Entstaubungsanlagen abgeschiedener Fest- eingesetzt oder in den Prozeß wieder aufgegeben

stoffe gestellt. Je nach dem Ort des Anfalls und dem werden können, ohne eine Gefahr für die Umwelt zu

zum Einsatz kommenden Entstaubungsverfahren 60 bedeuten. Der abgeschiedene Staub muß daher gra-

liegt die Teilchengröße des abgeschiedenen Staubes nuliert werden. Das zusätzlich notwendig werdende

in der Größenordnung von Millimetern, Bruchteilen Kornvergrößerungsverfahren kann seinerseits nur

eines Millimeters und sogar Bruchteilen eines Mikro» dann wirtschaftlich durchgeführt werden, wenn un-

millimeters (0,001 mm). mittelbar feste, zur staubarmen Handhabung geeig-

Solche feindispersen Feststoffe bieten besondere 65 nete und auch über längere Zeiträume hinweg stand-

Probleme, besonders wenn sich ihre Korngröße im feste Granulate erzeugt werden können, die keiner

Mikrometerbereich bewegt. Auf Grund ihrer großen Nachbehandlung bedürfen. Hierfür bieten sich im

Oberfläche tendieren sie einerseits zur Brücken- allgemeinen Preßagglomerationsverfahren an.

In der Praxis besteht besonderes Interesse an der mineralischen Rohstoffen, sondern beispielsweise Wiedergewinnung der in großen Mengen anfallenden auch bei Metallstäuben, deren Oberfläche durch Stäube, die bei der Behandlung mineralischer Roh- Oxydation und Rußschichten verunreinigt sind, so stoffe in öfen und Reaktoren entstehen. Solche fein- daß die Bindeeigenschaften sehr viel schlechter als dispersen Feststoffteilchen sind oft mit einer dünnen 5 die der sauberen Metallpulver sind. Auch in diesem Rußschicht bedeckt oder von anderen Reaktionspro- Fall kann durch Zumischen von reinem Metallpulver dukten umhüllt, so daß an der Oberfläche oxyd-, hy- zu dem oberflächlich verunreinigten eine Brikettdroxyd- und/oder carbonat- oder kohlenstoffhaltige oder Granulatqualität erzeugt werden, die mit dem Bestandteile vorliegen. Die Bindeeigenschaften sol- verunreinigten Material nicht erreichbar ist. Ganz eher feindisperser Feststoffteilchen sind auch bei An- io allgemein kommt es weniger auf den Feststoff an, da wendung hoher Preßkräfte so schlecht, daß ein Bin- fast alle unbehandelten Materialien bei entsprechendemittel notwendig wird, um die notwendigen Gra- den Drücken ausreichende Bindeeigenschaften besitnulat- bzw. Agglomeratfestigkeiten zu erzielen. zen, während Oxyd- und Kohlenstoffschichten auf Die bisher als Bindemittel vorgeschlagenen Stoffe der Oberfläche solcher Feststoffe auch bei extremen sind meist relativ billige Abfallprdukte, wie Bitumen 15 Preßdrücken eine Bindung verhindern können,
und andere Teerprodukte, Melasse, Sulfitablauge Der Anteil des dem abgeschiedenen Staub zuzumiusw. Der Nachteil dieser Bindemittel besteht darin, sehenden unbehandelten feindispersen Feststoffs daß sie durch ihre Anwesenheit die Konzentration richtet sich natürlich bis zu einem gewissen Grad der wertvollen Bestandteile im Granulat erniedrigen nach dem Feststoff selbst aber insbesondere nach und oft für den nachfolgenden Aufbereitungsprozeß 20 den an das Granulat gestellten Festigkeitsanfordeunzulässige Verunreinigungen, z. B. Schwefel, ein- rungen. Bei vielen Stoffen hat sich eine Zumischung bringen oder neue Probleme für den Umweltschutz von 20 bis 30% unbehandelten feindispersen Festaufwerfen. Da sie in großen Mengen benötigt wer- stoffes als besonders günstig erwiesen. Erfolgt die den, sind die Kosten, die sich aus dem Preis für das Preßgranulation unter Wasserzugabe, so sollte die zu Bindemittel selbst, den Transport und die Lagerung 25 granulierende Ausgangsmischung auf einen Feuchtigsowie einer Reihe anderer Faktoren zusammensetzen, keitsgehalt von 5 bis 10 ⁰Zo, eingestellt werden. Hierso beträchtlich, daß die Wirtschaftlichkeit meist nicht durch wird die Bindung bei der Preßagglomeration gegeben ist. begünstigt und der Staubanfall bei der Brikettierung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verringert. Auch bei einer nachgeschalteten Klassie-Verfahren zur Preßgranulation von in Öfen und 30 rung oder Siebung ist die Staubentwicklung redu-Reaktoren nachgeschalteten, Entstaubungsanlagen ziert. Der Feuchtigkeitsgehalt kann ausschließlich abgeschiedenen Industriestäuben mit den angegebe- duich Wasserzugabe eingestellt werden. Der Wassernen, durch den vorangegangenen Prozeß bedingten zusatz kann aber auch, wenigstens teilweise dadurch schlechten Bindeeigenschaften anzugeben, das eine erreicht werden, daß naß abgeschiedene Stäube vererhöhte Wirtschaftlichkeit zuläßt und das keine 35 wendet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren neuen Probleme bei der Wiederverwendung der gra- läßt es daher zu, daß in den Entstaubungsanlagen nulierten Stäube aufwirft. nicht nur Trockner sondern auch Naßfilter eingesetzt Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist werden, ohne daß sich dadurch eine Verkompliziefür das eingangs genannte Preßgranulations-Verfah- rung der anschließenden Preßgranulation ergibt. Dies ren dadurch gelöst, daß gemäß der Erfindung den In- 40 ist mit Hinblick auf die teilweise notwendige Abdustriestäuben als Bindemittel 10 bis 40 % des unbe- scheidung sehr feiner Stäube bedeutungsvoll,
handelten Feststoffes in feindisperser Form züge- Das Ausgangsmaterial steht bei Verhüttungs- und mischt wird. Es hat sich überraschend gezeigt, daß Aufbereitungsanlagen meist in ausreichender Menge durch Verwendung von unbehandeltem feindisper- in feindisperser Form zur Verfügung, weil die Aussem Feststoff, also beispielsweise unbehandeltem 45 gangsstoffe des Prozesses häufig einen natürlichen Mineralstaub, als Bindemittel für den in den Entslau- Feinstanteil aufweisen und weil in den Aufbereibungsanlagen oder Filtern abgeschiedenen Staub eine tungsanlagen, die den Reaktionsöfen u. dgl. vorge-Mischung entsteht, die durch Preßagglomeration un- schaltet sind, größere Staubmengen anfallen. Eine mittelbar in Briketts oder Granulate mit einer für die Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Rückführung in den Prozeß geeigneten Festigkeit 50 bei der als unbehandelte feindisperse Teilchen in überführt werden kann. Da auf diese Weise durch einer einer Mahlanlage für den Feststoff nachgeden als Binder wirkenden Mineralstaub keine Verun- schalteten Entstaubungsanlage abgeschiedene Stäube reinigung in die Mischung eingebracht wird, und das verwendet werden, hat den Vorteil, daß mit verBindemittel in fast unbeschränkter Menge dort vor- gleichsweise geringen unbehandelten Staubmengen liegt, wo es benötigt wird, ergibt sich ein wirtschaftli- 55 die erforderlichen Festigkeiten oder bei größerem ches Verfahren zur Aufbereitung für die Wiederge- Zusatz besonders hohe Festigkeiten erzielbar sind, winnung des in Entstaubungsanlagen abgeschiedenen weil die frischen Bruchflächen der Feststoffteilchen Feststoffs. hohe Bindekräfte zeigen.

Es hat sich gezeigt, daß vor der Behandlung der Wenn Granulate nur mit einer bestimmten Minmineralischen Rohstoffe in den öfen oder Reakto- 60 destgröße in den Prozeß zurückgeführt und/oder ren, in denen die Verunreinigung mit dem Reaktor- einem anderen Prozeß zugeführt werden können, ist produkten stattfindet, der Feststoff in feindisperser es zweckmäßig, wenn diese bei der für die Wieder-Form oft eine ausgezeichnete Kompaktier- oder Ag- aufgäbe geeigneten Größe abgesiebt und der Feinanglomerierbarkeit aufweist. Bei Anwendung hoher teil mit der zu agglomerierenden Mischung vermischt Preßkräfte entstehen ohne Zusatz von Bindemitteln 65 wird. Es erfolgt also eine Rückführung des Feinanunmittelbar Briketts hoher Festigkeit. teils in den Agglomerationsprozeß, so daß auch die-Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich bei vie- ser Feinanteil keine Probleme aufwirft. Das erfüllen Feststoffen anwenden, und zwar nicht nur bei dungsgemäße Verfahren hat sich besonders bei

5 ⁶

einem Reduktionsprozeß von latheriüschem Eisen- mit mindestens 10 Vorzugsweise jedoch 20 bis 30·/.

Nickel-Erz in einem Reduktionsofen bewährt, bei trockenem Nickelerz^ub aus de^ Elektrof.ltern der

dem etwa 30% feindisperses Erz dem hinter dem Erzmahlanlage in einem Mischer vermischt Es en.

Reduktionsofen abgeschiedenen Staub zugesetzt, mit steht eine Mischung aus mindestens 63' Filter-

einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 7% preßagglo- 5 staub, maximal 30·/. Nickelstaub und etwa 7·/.

meriert und Granulate mit einer Größe von etwa Wasser. Der sich im Normalfall durch Zumischung

5 mm vor der Reduktion bzw. dem Reduktionsofen des nassen Filterstaubes automaüsch ergebende

wieder in den Prozeß aufgegeben werden. Feuchtigkeitsgehalt von etwa 7 «/«begünstigt die Bm-

Wird in Hochdruck-Walzenpressen agglomeriert, dung und verhindert die Staubbildung in der Bnket-

kann nirht nur mit hoher Leistung sondern auch mit » tieranlage. Da der nasse Futerstaub nicht kontinuier-

vergleichsweise niedrigem Anteil an unbehandeltem Hch anfällt, wird deshalb stets automatisch sov.el

feindispersen Feststoff gearbeitet werden. Wasser in den Mischer emgedust, daß sich em

Die Erfindung sei nachfolgend an einem Ausfüh- Feuchtigkeitsgehalt der Mischung von etwa 7·/. er-

rungsbeispiel näher erläutert. gibt. .

In einer Anlage zur Herstellung von Eisen-Nickei 15 Diese Mischung wird in Hochdruckwalzenpressen

wird latheritüches Nickelerz durch Zusatz von Lignit in mandelförmige Briketts verpreßt Das Produkt

als festem Reduktionsmittel in Drehrohöfen vorredu- wird bei 5 mm abgesiebt Der Anteil grober 5 mm

ziert. Hierbei entstehen große Staubmengen, die sich wird der Drehrohofen-Charge zugemischt, wahrend

zum Teil aus in verschiedenen Stadien der Reduktion das Unterkorn (kleiner 5 mm) unter die Vormischung

befindlichem Erz, aus Lignit und aus Verbrennungs- ao gemischt erneut brikettiert wird,

rückständen (Asche) zusammensetzen. Der Staub In einer Nickelerzanlage der vorbeschriebenen Art

enthält bis zu 30% verwertbaren Kohlenstoff und fallen z.B. monatlich 10000 Tonnen Filterstaub an,

bis zu 70% Erz mit nur wenig verringertem Gehalt die in der geschilderten Art brikettiert und in den

an verwertbarem Eisen-Nickel. Prozeß zurückgeführt werden. Durch die Zugabe der

Der größere Staubanteil (etwa 60 bis 70%) wird a₅ Briketts zu der Ofencharge erhöht sich der Staubanin MultiZyklonen trocken abgeschieden, während der fall um etwa 30 bis maximal 35%, was bei der Aus-Fein- und Feinststaub in Venturi-Naßwäschern aus- legung der Filter und der Brikettieranlage zu berückgewaschen wird. Das Waschwasser wird in einem sichtigen ist. Dennoch arbeitet die Wiedergewin-Rundeindicker vorgeklärt und der Schlamm auf nungsar.lage, bereits ohne die Ersparnisse durch Trommelfiltern entwässert. 30 Wegfall der Staubdeponierung und der Umweltge-

In der Anlage zur Wiedergewinnung des Staubes fährdung durch die Staubdeponien in Betracht zu

werden die beiden Staubanteile (naß und trocken) ziehen, mit beträchtlichem Gewinn.

Claims

bildung in Silos und Transportgefäßen und fließen Patentansprüche- andererseits wie Wasser, wenn sie ausreichend Patentansprüche. belüftet sind. Ebenfalls wegen ihrer großen Ober- , ,, , , _ „ , · · /\fo„ fiärhp sind sie sehr reaktionsfähig; spontane Oxida-

1. Verfahren zur Preßyanulation von m Ofen llacne sma s>ic sei &> κ *

und Reaktoren nachgescWeten Entstaubung, 5 J^S^«£ ^^^"l^tfflS

anlagen abgeschiedenen feindispersen, an der gesoranung, uwu

Oberfläche oxvd- hvdroxvd- carbonat- oder und trocken abgeschieden wird.

kohlen:ä^efhalü^y _ge BesÄife'aufwanden In- Die größte Gefahr durch aus Gasen oäer Flüssig-

dmtriestäuben unter Zusatz eines Bindemittels keUen abgeschiedene fern- und feinstdispe. Fest-

und gegebenenfalls von Wasser, dadurch ge- .» stoffe besteht jedoch dann, daß eine: erneu erun-

kennzeichnet, daß den Industriestäuben als reinigung der Luft und Wasser droht solange die

Bindemittel 10 bis 40 «/. des unbehandelten Fest- Feststoffe feinverte.l sind. Um dieser Gefahr uibe-

stoffs in feindisperser Form zugemischt wird. gegnen, werden vielfach Kornvergroßerungsverfah-

2. Verfahren nach Anspruch 1 unter Zusatz ren angewandt die darauf beruhen, daß durch Emvon Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß naß 15 wirkung von Kräften und/oder durch Zugabe von abgeschiedene Industriestäube verwendet wer- Bindemitteln Bindekräfte zwischen den femd.spersen _den Feststoffteilchen wirksam werden und großstuckige

3'. Verfahren nach Anspruch L oder 2, dadurch Agglomerate oder Granulate entstehen,
gekennzeichnet, daß als unbehandelter Feststoff Solche Verfahren zur Kornvergroßerung femin einer einer Mahlanlage für den Feststoff nach- 20 disperser Feststoffe sind in großer Zahl bekannt geschalteten Entstaubungsanlage abgeschiedene (vgl. H.Rumpf, Chemie-Ingenieur-Technik, Jg. 30 Stäube verwendet werden. * (1958), Heft 5, S. 329 bis 336, und W. Pietsch

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis CZ-Chemie-Technik, Jg. 1 (1972), Heft 3, S. 116 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß die Granulate bei 119). Sie schließen Aufbaugranulierverfahren in einer für die Wiederaufgabe geeigneten Größe 25 Trommeln, Tellern und Konen, in schwingenden abgesiebt und der Feinanteil mit der zu granulie- Trögen, im Fließbett, in Mischern u. dgl. ein. Für renden Mischung vermischt wird. diese Verfahren werden im allgemeinen Bindemittel

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis benötigt. Es entstehen zunächst wenig feste Agglo-

4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Re- merate, die durch verschiedene Nachbehandlungsmeduktionsprozeß von latheritischem Eisen-Nik- 30 thoden gehärtet werden. Bei einem anderen bekannkel-Erz in einem Reduktionsofen etwa 3 °/o fein- ten Kornvergrößerungsverfahren, dem Pelletieren, disperses Erz dem hinter dem Reduktionsofen wird eine bindefähige oder mit Bindemitteln verseabgeschiedenen Staub zugesetzt, mit einem hene, gieitfähipe Masse durch Löcher in einer Ma-Feuchtigkeitsgehalt von etwa 7 % preßgranuliert trize gepreßt. Auch bei diesem Verfahren ist oft eine und Granulate mit einer Größe von etwa 5 mm 35 Nachbehandlung notwendig, um die erforderliche vor der Reduktion wieder in den Prozeß aufgege- Endfestigkeit zu erzielen.

ben werden. Die unmittelbare Erzeugung fester Agglomerate ist