DE2427367C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Nutzbarmachung staubförmiger Rückstände - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Nutzbarmachung staubförmiger RückständeInfo
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Description
Weise durch das zu behandelnde Gut geführt wird.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Nutzbarmachung von staubförmigen
pyrophoren Rückständen von elektrothermischen Reduktionsprozessen unter Verwendung eines Reduktionsmittels
auf Kohlenstoffbasis, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß der Staub über mehrere hintereinandergeschaltete
Stufen geführt und dabei mit oxydierendem Gas durchblasen wird, wobei man d'z Gasmenge
so regelt, daß während 10 bis 20 Minuten eine Tempertiar zwischen 600 und 1100° C herrscht.
Vorzugsweise erfolgt die Verfahrensführung derart, daß nur in den mittleren Stufen eine Temperatur im
angegebenen Bereich herrscht. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß sich an den Verbrennungsvorgang
gleich der erforderliche Kühlvorgang anschließt.
Unter den erfindungsgemäßen Bedingungen erfolgt die Oxydation der Cyanide zu Stickstoff und CO2, der
Kohlenstoffgehalt wird beseitigt oder entscheidend verringert und das abgekühlte Material besteht hauptsächlich
aus Metalloxyden, im Falle der Verwendung des bei der Calciumcarbidherstellung anfallenden Staubes
aus den Oxyden vcn Calcium, Magnesium, Kalium und Natrium sowie weiterer Metalle.
Als oxydierendes Gas wird Luft bevorzugt. Es können aber auch andere oxydierende Gase verwendet
werden, sofern sie dazu geeignet sind, die Entzündung des Staubes zu bewirken und in Gang zu halten.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine Reduzierung des Cyanidgehaltes auf eine unschädliche
Konzentration von etwa 1 ppm und gleichzeitig eine Überführung des Staubes in eine Form, die seine
Weiterverwendung auf verschiedenen technischen Gebieten ermöglicht
Vorzugsweise erfolgt die Erhitzung im Temperaturbereich zwischen 800 und 10000C. Im letzteren Temperaturbereich
wurden besonders günstige Ergebnisse mit einer Verweüzeit von 8 bis 15 min erzielt.
Das Verfahren wird vorzugsweise so durchgeführt, daß die staubförmigen Feststoffe mit dem oxydierenden
Gas zur Entzündung gebracht und dann mechanisch weitertransportiert werden und während dieses
Transportes ständig mit dem oxydierenden Gas aufgewirbelt werden. Zu diesem Zweck hat sich eine Schichthöhe
von etwa 40 bis 60 mm als besonders günstig erwiesen. Der Staub wird hierbei von unten mit dem oxydierenden
GJS so durchblasen, daß er in einen fließfähigen
Zustand gerät.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung ist gekennzeichnet durch ein Gehäuse
mit einem gasdurchlässigen Zwischenboden aus feuerfestem Material, mit einer an einem Ende des Gehäuses
angeordneten Zuführung für unbehandelten Staub und einen am anderen Ende angeordneten Auslaß für behandelten
Staub, mehrere unter dem Zwischenboden angeordnete Kammern, die mit Gaszuleitungen und
Regelorganen derart ausgerüstet sind, daß der Gasdruck und die zugeführte Gasmenge für jede Kammer
einzeln regelbar sind, eine Gasableitung und eine Anzahl vertikal und horizontal beweglich angebrachte
schaufelartige Organe, die zum Weiterschieben des Staubs in Richtung des Auslasses geeignet sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung werden im folgenden an
Hand der Zeichnung näher beschrieben.
Die Zeichnung zeigt einen waagrechten Behälter 10 mit einem Zwischenboden 12, der gasdurchlässig auseehildet
ist. Unter dem Zwischenboden 12 befinden sich mehrere Kammern 14. Von der Gaszufuhrleitung
16 läßt sich in diese Kammern 14 über die Regelorgane
17 in jede einzelne der Kammern 14 Gas in gewünschter Menge und mit gewünschtem Druck einführen. Das
Gas strömt durch den Boden 12 und die über demselben befindliche Schicht 13 aus einem feuerfesten körnigen
Material in die darüber liegende Staubschicht 15 und bringt diese zur Entzündung und gleichzeitig in
einen teilweise fluiden Zustand. Die Staubschicht 15 wird bei 18 zudosiert, bei 22 wird der behandelte Staub
ausgetragen. Der Weitertransport des Staubes durch den Behälter 10 erfolgt mittels des Vorschubmechanismus
20, welcher so angebracht ist, daß er eine kreisförmige Bewegung innerhalb des Behälters 10 ausführen
kann. Der Vorschubmechanismus 20 trägt eine Reihe von schaufelartigen Organen 19 und bewegt bei Betätigung
den gesamten Staub unter gleichzeitiger Umschichtung desselben eine bestimmte Strecke in Richtung
des Austrags 22 vor. Zwischen dem Zwischenboden 12 und dem Austrag 22 ist ein nicht belüfteter Bodenteil
24 vorgesehen. Dieser dient dazu, den fluiden Zustand des Staubes über dem porösen Zwischenboden
12 zu beenden und so den daraufliegenden nicht-fließfähigen Staub 26 am unkontrollierten Abfließen in den
Austrag 22 zu hindern.
Der gasdurchlässige Zwischenboden 12 besteht vorzugsweise aus einem gelochten Blech. Stärke und Lochung
des Bleches ist abhängig von dem zu behandelnden Gut und dem Vorhandensein oder Fehlen einer
schützenden Abdeckung aus feuerfestem körnigen Material. Gute Ergebnisse wurden mit 2,5 bis 6 mm dickem
Blech erzielt, welches Löcher von vorzugsweise 0.5 bis 2,5 mm Durchmesser bei gegenseitigem Abstand von
vorzugsweise 5 bis 45 mm aufweist. Als feuerfeste Abdeckung hat sich eine Schüttung aus Quarzsand oder
Keramikkugeln bewährt. Besonders günstige Ergebnisse wurden mit einer Schichtdicke von 30 bis 70 mm erzielt.
Für Keramikkugeln erwiesen sich Körnungen zwischen 2 und 8 mm als besonders gut geeignet, um
eine gleichmäßige Gasverteilung zu erreichen. Die Abdeckung aus Quarzsand oder Keramikkugeln oder
einem sonstigen feuerfesten körnigen Material schützt den Blechboden einerseits vor einer zu großen Wärmebelastung,
vor dem Anbacken des Staubes und vor mechanischem Verschleiß durch den Vorschubmechanismus
20 und verbessert andererseits die Gleichmäßigkeit der Durchströmung des von unten her zugeführten
oxydierenden Gases und verbessert damit auch die Gleichmäßigkeit des fluiden Zustandes in der Staubschicht
32.
Bei Einhaltung der oben angegebenen Verweilzeiten und Temperaturen läßt sich mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung sicherstellen, daß einerseits ein vollständiges Ausbrennen des Staubes und Entfernung der
Giftstoffe erfolgt, durch die guten Wärmeabfuhrbedingungen aber gleichzeitig eine Überhitzung und damit
das Verbacken und Sintern des Staubes vermieden wird.
Das am Ende der Vorrichtung ausgetragene behandelte Produkt ist körnig und besteht beispielsweise bei Verarbeitung von Carbidofenstaub zu mehr als 70% aus basisch wirksamen Bestandteilen. Die Zusammensetzung des Produktes variiert aber natürlich je nach der Herkunft des Staubes.
Das am Ende der Vorrichtung ausgetragene behandelte Produkt ist körnig und besteht beispielsweise bei Verarbeitung von Carbidofenstaub zu mehr als 70% aus basisch wirksamen Bestandteilen. Die Zusammensetzung des Produktes variiert aber natürlich je nach der Herkunft des Staubes.
Für die Erfindung geeignete staubförmige Abfallprodukte sind ganz allgemein solche, die bei elektrothermischen
Reduktionsprozessen unter Verwendung eines Reduktionsmittels auf Kohlenstoffbasis anfallen. Bei-
spiele hierfür sind Calciumcarbid und Calciumsilicid. Insbesondere geeignet für das Verfahren der Erfindung
sind die bei der Trockengasreinigung im Rahmen derartiger Prozesse angefallenen Staubmengen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht nicht nur eine problemlose Beseitigung der staubförmigen
Abfallstoffe, sondern macht diese auch für andere technische Verwendungen geeignet. Infolge des hohen Gehaltes
an Magnesium und Spurenelementen eignen sie sich als Düngemittel, da in der Landwirtschaft, verursacht
durch die hohen Ernteentzüge, gerade an diesen Stoffen zunehmend ein Mangel auftritt. Eine weitere
Anwendungsmöglichkeit besteht in der Bausioffhersteüung,
beispielsweise zur Gewinnung von Zement und anderen hydraulischen Bindemittelmassen und für
die Magnesiumgewinnung.
Die Erfindung ermöglicht somit eine Lösung der mit der Beseitigung der bisher unverwertbaren staubförmigen
Abfallstoffe verbundenen Probleme und schafft gleichzeitig eine nutzbringende Verwendbarkeit für
diese.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung weiter.
Beispiel 1 (Vergleich)
Der gelochte Zwischenboden eines rechteckigen Stahlkastens ist mit Keramikkugeln, Quarzsand und
etwa 30 cm hoch mit Filterstaub aus der Gasreinigung eines geschlossenen Carbidofens gefüllt. Durch den Boden
wird der Staub mit Luft bedüst, wobei er sich von selbst entzündet
Die Abluft, vermengt mit Frischluft, wird im Kreis wieder unter den Wirbelboden geführt. Nach einer
Verweilzeit von etwa 1 Std. bei 350 bis 500°C kann das Gut ausgetragen werden. Es ist schwarz und enthält
noch 200 bis 300 ppm CN. Außerdem neigt der Staub zum teilweisen Agglomerieren, was die Verwirbelung
stark beeinträchtigt. Das behandelte Produkt kann wegen seines noch zu hohen Cyanidgehaltes weder auf
Halde gelegt, noch einer Wiederverwendung zugeführt ίο werden.
In die in der Zeichnung dargestellte und oben beschriebene
Vorrichtung wird 5 cm hoch der gleiche FiI-terstaub wie in Bespiel 1 eingefüllt und durch den Boden
(Blechdicke 3 mm; Lochdurchmesser 1,5 mm; mittlerer Lochabstand etwa 33 mm) und die darauf befindliche
Quarzschüttung (Körnung 3 bis 5 mm, Höhe etwa 50 mm) mit Frischluft beaufschlagt.
Bei Eintritt des pyrophoren Staubes in den Behälter zündet er sich bei Luftzutritt von selbst. Die Luftzufuhr
zur zweiten und zur dritten Belüftungskammer wird so geregelt, daß sich darüber im Staub eine Temperatur
zwischen 650 und 10000C einstellte. Der Staub erhitzte sich dabei auf Gelb- bis Hellrotglut. Ab der vierten Belüftungskammer
wurde bei gleichbleibender Luftzufuhr wegen Auslaufens des Verbrennungsvorganges ein Absinken
der Temperatur und Verschwinden der Glut beobachtet. Man erhielt am Austrag eine hellbraune
streufähige pulverförmige Substanz. Der Cyanidgehalt betrug etwa 1 ppm.
¥1556
Claims (9)
1. Verfahren zur Nutzbarmachung von staubförmigen pyrophoren Rückständen von elektrothermi-
sehen Reduktionsprozessen unter Verwendung eines Reduktionsmittels auf Kohlenstoffbasis, dadurch gekennzeichnet, daß der Staub über
mehrere hintereinandergeschaltete Stufen geführt und dabei mit oxydierendem Gas durchblasen wird, ίο
wobei man die Gasmenge so regelt daß während 10 bis 20 Minuten eine Temperatur zwischen 600 und
11000C herrscht. '
2. Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß auf eine Temperatur von 800 bis
10000C erhitzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit bei der angegebenen
Temperatur auf 8 bis 15 Minuten eingestellt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den Staub bei
einer Schichtdicke von 40 bis 60 mm erhitzt
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Staub mit
Frischluft durchblasen wird, deren Menge und/oder Druck in jeder Stufe getrennt regelbar ist
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein
Gehäuse (10) mit einem gasdurchlässigen Zwischenboden (12) aus feuerfestem Material, mit einer an
einem Ende angeordneten Zuführung (18) für unbehandelten Staub und einem am anderen Ende angeordneten Austrag (22) für behandelten Staub,
mehreren unter dem Zwischenboden (12) angeordneten Kammern (14), die mit Gaszuleitungen (16) 3S
und Regelorganen (17) derart ausgerüstet sind, daß der Gasdruck und die zugeführte Gasmenge für
jede Kammer einzeln regelbar sind, eine Gasableitung (28) und eine Anzahl vertikal und horizontal
beweglich angebrachte Schaufelorgane (19), die zum Vorschieben des Staubes in Richtung des Austrags (22) eingerichtet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß der gasdurchlässige Zwischenboden
(12) aus einem gelochten Blech und einer darauf befindlichen Abdeckung (13) aus körnigem feuerfesten
Material besteht und Anzahl und Größe der Löcher im Boden auf die Korngröße und Höhe der Schicht
(13) so abgestimmt werden, daß eine möglichst gleichmäßige Verteilung des durchströmenden Gases sichergestellt ist
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenboden (12) aus einem
Blech von 3 bis 4 mm Dicke mit Löchern von 1 bis 1,8 mm Durchmesser im Abstand von 20 bis 40 mm
zueinander besteht und die Schicht (13) eine Körnung von 3 bis 5 mm und eine Höhe von 40 bis
55 mm aufweist
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch einen Träger (20), an dem die
Organe (19) befestigt sind und der im Behälter (10) beweglich derart angebracht ist, daß ein intermittierender Vorschub des Staubs in Richtung Austrag
(22) und eine gleichzeitige Umschichtung ermöglicht wird.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nutzbarmachung von staubförmigen pyrophoren Rückständen, die
bei elektrothermischen Reduktionsprozessen unter Verwendung eines Reduktionsmittels auf Kohlenstoffbasis anfallen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Bei elektrothermischen Reduktionsprozessen unter Verwendung eines Reduktionsmittels auf Kohlenstcffbasis fallen relativ große Mengen eines staubförmigen
Materials an, dessen Beseitigung oder Verwertung erhebliche Probleme stellt Auf Grund des unter den Reduktionsbedingungen gebildeten Cyanidgehaltes tritt
bei einer nassen Aufarbeitung das Problem eines cyanidhaltigen Abwassers auf, dessen Entgiftung erhebliche Aufwendungen erfordert Der große Anteil an hydrolysierbaren Metalloxyden in derartigem Staubmaterial wird zudem hierbei in eine kaum noch verwertbare
Form überführt
Ein trockenes Verarbeitungsverfahren wirft ebenfalls das Problem der Cyanidbeseitigung auf und wird zudem erschwert durch die große Neigung zur Verklumpung und durch den nicht unerheblichen Kohlenstoffgehalt, der aus dem Reduktionsmittel stammt. Die Ablagerung dieser Produkte auf Halden ist aus Gründen
der Umweltverschmutzung nicht möglich wegen des Giftstoffgehaltes. Beispielsweise enthält der aus der
elektrothermischen Carbidhersteliung nach Reinigung des CO-Gases hinterbleibende Ofenabgasstaub neben
größeren Anteilen Magnesium-, Calcium- und Kaliumoxyd bis zu etwa 0,5% Cyanide und größere Mengen
Kohlenstoff. Mitverursacht durch den relativ hohen Kohlenstoffgehalt sind diese Produkte auch selbstentzündlich und brennbar (pyrophor), was ihre Handhabung zusätzlich erschwert.
Bekannt sind Staub-Ausbrennanlagen z. B. aus der deutschen Patentschrift 9 42 769, in welcher ein Verfahren zum Agglomerieren feinteiliger fester Stoffe durch
Erhitzen in einer gegen die Horizontale geneigten Aufheizzone zweier hintereinandergeschalteter Drehöfen
unter gleichzeitigem Durchmischen beschrieben ist. insbesondere dient das Verfahren zum Agglomerieren
feiner Erzstaubmassen sowie zum Entfernen von Pb, Zn, S oder anderen unerwünschten Bestandteilen.
Weiter ist in DT-PS 8 36 860 die Behandlung von Feinerzen, Gichtstaub usw. auf Bandsinteranlagen beschrieben. Das zu sinternde Gut wird zusammen mit
zugesetztem Brennstoff, meist feinkörnigem Koks, auf einer Anlage nach Art eines Wanderrostes langsam
zwischen einem die Wärme zurückstrahlenden Gewölbe und einer unterhalb der Roste angeordneten Saugzuganlage hindurchgezogen. Einmal gezündet, setzt
sich die Verbrennung des in der Mischung enthaltenen Kokses unter dem Einfluß der durchgesaugten Luft
selbsttätig fort.
Gemäß DTPS 11 52 120 wird der Wärmebehandlungsprozeß fester Stoffe auf Wanderrosten so geregelt, daß der Ausbrennvorgang am Auswurfende des
Bandes gerade beendet ist.
Keines dieser Verfahren eignet sich zur Entgiftung und Nutzbarmachung der staubförmigen Rückstände
von elektrothermischen Reduktionsprozessen unter Verwendung eines Reduktionsmittels auf Kohlenstoffbasis, da entweder eine Klumpenbildung oder eine ungenügende Entgiftung eintritt Nunmehr wurde gefunden, daß die Nutzbarmachung der genannten Abfallstoffe durch Ausbrennen möglich ist, wenn ganz bestimmte Temperatur- und Zeitbedingungen eingehalten
werden und außerdem oxydierendes Gas in bestimmter
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742427367 DE2427367C2 (de) | 1974-06-06 | 1974-06-06 | Verfahren und Vorrichtung zur Nutzbarmachung staubförmiger Rückstände |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742427367 DE2427367C2 (de) | 1974-06-06 | 1974-06-06 | Verfahren und Vorrichtung zur Nutzbarmachung staubförmiger Rückstände |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2427367A1 DE2427367A1 (de) | 1975-12-18 |
DE2427367B1 DE2427367B1 (de) | 1976-04-15 |
DE2427367C2 true DE2427367C2 (de) | 1976-12-02 |
Family
ID=5917484
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19742427367 Expired DE2427367C2 (de) | 1974-06-06 | 1974-06-06 | Verfahren und Vorrichtung zur Nutzbarmachung staubförmiger Rückstände |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2427367C2 (de) |
Families Citing this family (3)
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---|---|---|---|---|
NO138453C (no) * | 1976-04-23 | 1978-09-06 | Elkem Spigerverket As | Fremgangsmaate ved samtidig avgiftning og pelletisering av slam som dannes naar avgasser fra elektriske smelteovner som produserer silisiummetall eller silisiumholdige legeringer vaskes i vaatvaskere |
KR100241617B1 (ko) | 1995-01-24 | 2000-02-01 | 파투치 알렉산더, 토이플아르민 | 철광석 환원으로 발생되는 분진을 이용하는 방법 및 이 방법을 수행하기 위한 플랜트 |
AT403481B (de) * | 1995-01-24 | 1998-02-25 | Voest Alpine Ind Anlagen | Verfahren zum verwerten von beim reduzieren von eisenerz anfallenden stäuben |
-
1974
- 1974-06-06 DE DE19742427367 patent/DE2427367C2/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2427367A1 (de) | 1975-12-18 |
DE2427367B1 (de) | 1976-04-15 |
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