DE2344324C3 - Verfahren zur Behandlung schwefelhaltiger Schlacke und deren Verwendung - Google Patents
Verfahren zur Behandlung schwefelhaltiger Schlacke und deren VerwendungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung einer schwefelhaltigen Schlacke zur Herabsetzung
des Schwefelgehalts, bei dem die Schlacke erhitzt wird und deren Verwendung.
Aus der amerikanischen Patentschrift 1962270 ist
ein Verfahren zur Behandlung einer schwefelhaltigen Schlacke zur Herabsetzung des Schwefelgehalts, um
die Schlacke als Zuschlag für die Herstellung von glasartigen Ziegelsteinen einsetzen zu können, bekannt.
Die Schlacke wird erschmolzen und strömend in Kontakt mit einer oxidierenden Flamme und Luft gebracht.
Die gereinigte Schlacke, die noch einen Schwefelgehalt von mehreren Prozent aufweisen
kann, wird dann in flüssigem Zustand mit den anderen Bestandteilen des herzustellenden Produktes versetzt.
Der hohe Schwefelgehalt kann für viele Verwendungen der behandelten Schlacke, z. B. Füllstoff für wärmehärtbare
Kunststoffe und als Glasgemengebestandteil nicht immer zugelassen werden, insbesondere
dann, wenn bei der Verwendung die Schlacke erneut erwärmt oder in einem Erzeugnis zur Anwendung
kommt, das höheren Temperaturen ausgesetzt ist, da dann die Freisetzung von Schwefeldioxiden zu
befürchten ist.
Aus der amerikanischen Patentschrift 3677728 ist
ein Verfahren zur Herstellung von Glas bekannt, bei
dem eine geschmolzene, schwefelhaltige Hochofenschlacke direkt mit den anderen Glasgemengebestandteilen
zusammengebracht wird. Wegen des Schwefelgehalts eignet sich der Einsatz einer solchen
geschmolzenen Hochofenschlacke höchstens für die Herstellung von Braun- oder Grünglas.
Aus dem »Lexikon der Hüttentechnik« des Lexikons der Technik von Lueger, Band 5, 1963, Seite
554 - Stichwort »Schlacken-Reaktions-Verfahren«, Absatz 2 ist ein Verfahren zur Behandlung eines
schwefelhaltigen Stahls zur Herabsetzung seines Schwefelgehalts bekannt (Perrin-Verfahren), bei dem
der flüssige Stahl mit flüssiger Schlacke innig durchmischt wird; die im Perrin-Verfahren eingesetzte
Schlacke soll möglichst keinerlei Schwefel enthalten. Schließlich ist das Rösten sulfidischer Erze zur Reduktion
ihres Schwefelgehalts seit langem bekannt. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
Verfahren anzugeben, bei dem die behandelte
-" Schlacke einen sehr geringen Schwefelgehalt aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst.
Da die Schlacke auf eine zwischen 204 und 1093 0C
und unterhalb des Schmelzpunktes der Schlacke He-
-5 gende Temperatur erhitzt wird, verbleibt die Schlacke
in ihrer gekörnten Form und kann somit wesentlich leichter behandelt werden, was die Siebung, Verwirbelung,
Einleitung von Sauerstoff usw. anbetrifft. Es erscheint, als ob die Kombination der Zerkleinerung
in und die Erwärmung der Schlacke auf die angegebene
Temperatur die Herabsetzung des Schwefelgehalts auf weniger als 0,3% ermöglichen.
Das Arbeiten mit feinteiligem nichterschmolzenen Material bietet den Vorteil, daß die mit der Durchf üh-
*"> rung des Verfahrens beauftragten Arbeiter wesentlich
weniger gefährdet sind. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß bei Haltung der Schlacke auf einer Temperatur
unterhalb ihres Schmelzpunktes das Verfahren wesentlich besser gesteuert werden kann. Zu allen
Zeiten kann die eingesetzte Menge an Schlacke und die eingeführte Menge an Luft genau überprüft und
eingehalten werden. Somit können die Reaktionszeiten für das Erreichen des gewünschten Schwefelgehaltes
sicherer eingehalten werden.
Es ist bisher kein Verfahren bekanntgeworden, bei dem ein Schwefelgehalt kleiner als 0,3% erreicht werden
konnte. Im erfindungsgemäßen Verfahren kann nunmehr eine Schlacke erstellt werden, die nur noch
hauptsächlich aus Calcium-, Magnesium- und Aluminiumsilikaten und Kombinationen derselben besteht,
so daß das Auftreten von Schwefeldioxid bei Verwendung der Schlacke nicht zu befürchten ist. War bisher
die Hochofenschlacke wegen ihres hohen Schwefelgehaltes für die Verwendung in Gummireifen, Batteriekästen
und dergleichen, die während ihrer Herstellung vulkanisiert werden müssen, nicht geeignet, so kann
die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandleite
Hochofenschlacke jetzt als Füllstoff eingesetzt v/erden. Auch der Einsatz als Zuschlag für wärme-
M) härtbare Kunststoffe ist nunmehr möglich. Dasselbe
gilt für die Verwendung der behandelten Schlacke als Ausgangsmaterial für keramische Erzeugnisse.
Vorzugsweise werden die Schlackenteilchen in einem Temperaturbereich von 316° C bis 1093° C erhitzt.
Die Zerkleinerung der Schlacke auf eine Korngröße von 1,4 mm wird vorzugsweise so weit geführt,
daß der größere Teil der Teilchen auf eine Korngröße
von 0,15 mm zerkleinert worden ist.
Die pulverisierte Schlacke kann über eine magnetische Trennvorrichtung hinweggeführt werden, um
freies Eisen und magnetisierbares Material aus der Schlacke zu entfernen. Es können auch Schlackenmischlingen
verwendet werden, die eine bekannte und im wesentlichen gleichmäßige Zusammensetzung haben.
Die pulverisierte Schlacke wird in einen erwärmten Drehofen eingebracht, durch welchen die Luft oder
der Sauerstoff bei heftiger Bewegung des Materials hindurchgeführt wird. Die Behandlungsdauer läßt sich
in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur, des Schwefelgehalts der zu behandelnden Schlacke sowie
in Abhängigkeit von dem angestrebten Endgehalt an r'
Schwefel variieren, der für den jeweiligen Verwendungszweck dei behandelten Schlacke erwünscht oder
erforderlich ist. Die Behandlungszeit soll wenigstens 10 Minuten betragen, kann jedoch wesentlich größer
sein, und zwar gegebenenfalls bis zu einer Stunde oder -°
bis zu zwei Stunden. Der Gehalt an freiem Kohlenstoff, der in der zu behandelnden Schlacke vorhanden
ist, wird natürlich während der Behandlung aus der Schlacke entfernt.
Es wird Hochofenschlacke von etwa der folgenden Zusammensetzung in Gewichtsprozent behandelt:
25
SiO2
Al2O
CaO
MgO
Fe2O3
MnO
Na2OH-K2O
SO3
32,3
16,1 ω 31,1
17,7
16,1 ω 31,1
17,7
0,3
0,1
0,6
0,38
0,90
0,50
Die Schlacke wurde zunächst fein vermählen, so daß der Hauptteil der Schlacke eine Korngröße von
0,15 mm aufwies. Das Material wurde sodann in einem auf 1093° C erwärmten Drehofen eingebracht,
während ein Luftstrom durch den Ofen hindurchgeführt wurde. Die Behandlungszeit betrug etwa 30 Minuten.
Das Verfahrensprodukt bestand im wesentlichen aus einer Mischung aus Calcium-, Aluminium-
und Magnesiumsilikaten und -oxiden oder einer Kombination derselben, die im wesentlichen keinen
Schwefel oder Kohlenstoff enthielt.
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Gleichzeitig mit der Entfernung des Schwefels aus der Hochofenschlacke kann auch der Eisengehalt verringert
werden. Zu diesem Zwecke wurde ein Gewichtsteil Chlorgas je 20 Teile Schlacke mit der im
Beispiel I angegebenen Zusammensetzung benutzt. Die Schlacke und das Chlor wurden in den Cfen eingeführt
und der Betrieb wie beim Beispiel I fortgesetzt. Das Produkt enthielt eine vernachlässigbar geringe
Menge an Schwefel und Kohlenstoff und nur 0,035% Fe2O3. Die Entschwefelung wird also durch
die gleichzeitige Enteisung nicht behindert.
Die behandelten Schlacken können beispielsweise als Füllmaterialien in Gummi, Kunststoffen und anderen
Zusammensetzungen benutzt werden, bei denen während der Herstellung oder der Verwendung der
Erzeugnisse die Gefahr besteht, daß sich Schwefeldioxid entwickelt. Sie können benutzt werden in der
Herstellung von Glas, Fritten, Glasuren, elektrischen Isolatoren, Ziegelsteinen und anderen keramischen
Erzeugnissen.
Die behandelte Schlacke kann insbesondere als Glasgemengebestandteil verwendet werden, insbesondere,
wenn als weitere Glasgemengebestandteile Altglas verwendet wird. Bei bestimmten Glassorten
kann das bei der Behandlung entstandene Schwefeldioxid gegebenenfalls in die Glasschmelze wenigstens
teilweise eingeführt werden, wenn Braun- oder Grünglas hergestellt werden soll.
Es wurde unter Verwendung der behandelten Schlacke nach Beispiel I folgende Glasmenge hergestellt:
calcinierte Soda 698 Gew.-Teile
geläuterte Schlacke 113 Gew.-Teile
Die Mischung wurde in einem Glasofen bei einer Temperatur von 1510° C erschmolzen und es ergab
sich ein klares Flintglas von etwa der folgenden Zusammensetzung:
SiO2 - 72,5 %
FeO3 - 0,03%
Al2O3 - 1,8 %
CaO - 9,6 %
MgO - 0,6 %
Na2O - 14,3 %
K2O - 0,3 %
SO3 - 0,2 %
BaO · - 0,7 %
In den Beispielen wurde als Schlacke Hochofenschlacke
eingesetzt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann jedoch auch zur Behandlung von Ofenschlacken
und Schlacken aus anderen Quellen eingesetzt werden, um den Gehalt an Schwefel herabzusetzen und
zugleich den in der ursprünglichen Schlacke enthaltenen freien Kohlenstoff zu entfernen.
Claims (7)
1. Verfahren zur Behandlung einer schwefelhaltigen Schlacke zur Herabsetzung des Schwefelgehaltes,
bei dem die Schlacke erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlacke auf eine Korngröße von 1,4 mm zerkleinert wird und
daß danach die Schlackenteilcben in Gegenwart von Luft so lange, wenigstens jedoch 10 Minuten,
auf eine zwischen 204 und 1093° C und unterhalb des Schmelzpunktes der Schlacke liegende Temperatur
erhitzt werden, bis die Schlacke einen Schwefelgehalt von weniger als 0,3% aufweist.
2. Verfahren zur Behandlung einer schwefelhaltigen Schlacke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schlacke eine Hochofenschlacke ist.
3. Verfahren zur Behandlung einer schwefelhaltigen Schlacke nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schlackenteilchen in einem Temperaturbereich von 316° C bis
1093° C erhitzt werden.
4. Verfahren zur Behandlung einer schwefelhaltigen Schlacke nach einem der Ansprüche 1-3,
dadurch gekennzeichnet, daß während der Erwärmung die Schlacke stark bewegt wird.
5. Verwendung der behandelten Schlacke nach einem der Ansprüche 1-4 als Glasgemengebestandteil.
6. Verwendung der behandelten Schlacke nach einem der Ansprüche 1—4 als Füllstoff für die
Herstellung von Gummi, Kunststoffen u. dgl. Zusammensetzungen.
7. Verwendung der behandelten Schlacke nach einem der Ansprüche 1-4 als Ausgangsmaterial
für keramische Erzeugnisse.
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