DE2456102C2 - Verfahren zur Herstellung von Pellets aus Erzkonzentraten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Pelletr aus Erzkonzentraten mit einer Teilchengröße von weniger als 0,83 mm, die 7 bis 15% Feuchtigkeit enthalten, bei dem man das Erzkonzentrat mit einem im wesentlichen aus Kalziumoxid und Magnesiumoxid bestehenden Bindemittel vermischt, alle zu hydratisierenden Ingredenzien des Bindemittels in dem genannten Gemisch einer Hydratation unterwirft, dieses hydratisierte Gemisch, das einen Zusatz darstellt, dem Erzkonzentrat hinzufügt und mit dem letzteren bis zur Erzielung eines voll homogenen Gemisches aus Konzentrat und Zusatz mischt, dieses voll homogene Gemisch bis zur Herstellung der Pellets granuliert und die Pellets bis zur Verfestigung in gesättigtem Wasserdampf bei einer Temperatur von 100 bis 350° C hält

Aus der DE-OS 21 51 394 ist ein Verfahren zur Herstellung kaltgebundener Agglomerate aus partikelförmigen mineralischen Konzentrat, das als Hauptbestandteil mindestens eines der Metalle Eisen und Chrom

ίο in Oxidform enthält wobei ein derartiges mineralisches Konzentrat zuerst mit einem Bindemittel, welches in der Lage ist, unter dem Einfluß von Dampf, der unter erhöhter Temperatur und unter erhöhtem Druck steht, in einer die mineralischen Konzentratpartikel enthaltenen Form zu erhärten, gemischt wird, bevor, nachdem darin enthaltene hydratisierijare Bestandteile, gelöscht worden sind, aus dem Gemisch aus mineralischem Konzentrat und Bindemittel Agglomerate erzeugt werden und anschließend das Bindemittel durch Dampfautoklavbehandlung dazu gebracht wird, die Agglomerate zu härten, bekannt, bei dem das Bindemittel dem mineralischen Konzentrat als ein Bestandteil eines Zusatzstol fes zugesetzt wird, der in einer getrennten Verfahrensstufe durch gemeinsames Vermählen von Bindemittel und Eisenoxidmaterial hergestellt worden ist wobei der Energieeinsatz beim gemeinsamen Mahlen von Etindemittel und Eisenoxidmateriai so groß ist, daß mindestens ein Teil des Eisenoxidmaterials während des abschließenden Dampfhärtens der Agglomerate chemisch mit dem Bindemittel reagiert und darin gelöst wird. Dieses Verfahren erfordert durch das Vermählen des Bindemittels und des Eisenoxidmaterials die Zufuhr von hoher Energie, nämlich 10—14 kWh pro Tonne Zusatzmate-

j5 rial, und das Halten des Materials in feuchtem Zustand während einiger Tage und mehr.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung von hoher Energiezufuhr und langer Haltezeiten ein Verfahren anzugeben, das die Reaktionen in einer halben Stunde bis 3 Stunden unter weitgehender Ausnutzung der dabei entstehenden exothermen Wärme durchzuführen ermöglicht.

Dies wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch erreicht daß man das einen Zusatz darstellende Gemisch aus 70 bis 88Gew.-% Erzkonzentrat und 12 bis 30Gew.-% Bindemittel zusammensetzt und unter ununterbrochenem Rühren in Reaktorbunkerr; kontinuierlichen Betriebs während einer Zeitdauer von 0,5 bis 3 Stunden häit, um die zu hydratisierenden Ingredenzien des Bindemittels zu hydratisieren, wobei der Gehalt des Bindemittels im Zusatz vor der Behandlung auf die Feuchtigkeit des Erzkonzentrats derart abgestimmt ist, daß durch chemische Wechselwirkung und die dabei entstehende Wärme in der i;enannten Zeitspanne die Temperatur des gesamten Zusatzmaterials ungefähr 100⁰C erreicht und der Feuchtigkeitsgehalt bis auf 1 bis 2% sinkt

Dies Verfahren macht es möglich, aus verschiedenen Erzkonzentraten mit einer Feuchtigkeit von 7 bis 15% durch Pelletierung und hydrothermale Behandlung von Grünpellets ohne deren vorhergehende Trocknung mit Flußmitteln versetzte Pellets mit einer für deren nachfolgendes mehrmaliges Umladen, Transport und Verhüttung ausreichenden Festigkeit, ohne großen Energieaufwand in relativ kurzer Verfahrensdauer zu erhalten.

Bei dem angegebenen Gewichtsverhältnis von

Bindemittel und Erzkonzentrat gewährleistet das unter Berücksichtigung der Ausgangsfeuchtigkeit des Konzentrats und der Aktivität des Bindemittels (Gehalt an aktiven Kaliumoxid und Magnesiumoxid) berechnete Verhältnis der Komponenten im Prozeß der Hydratation die Erwärmung des Gemisches auf eine maximal in der Nähe von 100°C liegende Temperatur. Die Hydratation des Bindemittels geht dabei beschleunigt vor sich und wird durch eine intensive Verdampfung der Feuchtigkeit aus dem Konzentrat begleitet, während sich an der Oberfläche der Bindemittel- und Konzentratteilchen eine Chemosorptionswechselwirkung abspielt Der unter diesen Bedingungen erhaltene »hydratisierte« Gemischzusatz besitzt eine niedrige Feuchtigkeit (praktisch kann der Feuchtigkeitsgehalt in der Nähe von 0 liegen) und zeigt eine erhöhte Reaktionsfähigkeit bei der Herstellung von Grün- und autoklavierten Pellets.

Ein Verhältnis von 12 Gew.-% Bindemittel und 88Gew.-% Konzentrat entspricht einer Feuchtigkeit des Konzentrats von 7% und einer Aktivität des Bindemittels von 90% bei einem Wärmeumsetzungsgrad von 0,8.

Ein Verhältnis von 30% Bindemittel und 70% Konzentrat ist möglich bei einer Feuchtigkeit des Konzentrats gegen 15% und einem niedrigen Wärmeumsetzungsgrad von 0,4. Ein solcher Gehalt an Bindemittel kann außerdem durch die Forderung nach einer hohen Basizität der Pellets hervorgerufen sein. Eine Senkung des Gehalts an Bindemittel auf weniger jo als 12% sowie eine Erhöhung desselben auf mehr als 30% ist unzweckmäßig, weil im ersten Fall eine künstliche Trocknung des Konzentrats und im zweiten Fall die Zugabe von Wasser zu diesem notwendig ist, die zu einer entsprechenden Feuchtigkeitszunahme des i> homogenen Gemisches (des Pelletseinsatzgutes) führt.

Die Hydratation des Bindemittels im Gemisch mit dem feuchten Konzentrat wird erfindungsgemäß in Reaktorbunkern kontinuierlichen Betriebs während einer Zeitdauer von 0,5 bis 3 h durchgeführt. Dadurch werden bei einer einfachen konstruktiven Lösung die besten Wärme-Feuchtigkeitsbedingungen für einen intensiven und vollständigen Ablauf des Prozesses der Hydratation des Bindemittels und der Aktivierung des ganzen Gemisches herbeigeführt Die für die Hydratation benötigte Zeit wird in den genannten Grenzen auf experimentellem Wege in Abhängigkeit von dem Volumen der Reaktorbunker, der Wirksamkeit deren Wärmeschutzes, der Qualität des eingesetzten Bindemittels und anderen verfahrenstechnischen Faktoren bestimmt.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl zur Herstellung von Pellets aus Eisenerzkonzentration angewandt werden, welche 7—15% Feuchtigkeit enthalten, unter Verwendung von Bindemitteln, die aktives Kalziumoxid und Magnesiumoxid enthalten sowie zur Herstellung von Pellets aus Konzentration von Chromerzen, Manganerzen sowie Buntmetallerzen und kann auch beim Stückigmachen von Schlämmen der Naßgasreinigung von Hüttenbetrieben zwecks Verwer- e>o tung dieser Schlämme Anwendung finden.

Die: Erfindung wird nun an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert In diesen zeigt, in grafischer Darstellung

Fig. 1 den optimalen Gehalt an als Bindemittel verwendeten Kalk in der hydratisierten Zusatzmischung,

F i g. 2a, b den Gehalt des Pelleteinsatzgutes an hydratisiertem Gemisch und Konzentrat und das Verhältnis des Kalkgehalts im hydratisierten Gemisch und Pelleteinsatzgut bei verschiedener Feuchtigkeit des Konzentrats.

Die Herstellung der Pellets wird wie folgt durchgeführt

Es wird ein hydratisiertes Gemisch aus Kalk, der ein Bindemittel darstellt und einem Konzentrat das eine möglichst kleine Feuchtigkeitsmenge enthält hergestellt Hierfür wird ungelöschter Kalk gemahlen bis auf einen Gehalt von mindestens 90% mit Korngröße, kleiner 0,1 mm, mit dem Erzkonzentrat bis zur Erzielung einer homogenen Masse gemischt, und in Reaktorbunkern kontinuierlichen Betriebs in Bewegung gehalten. Man verwendet Konzentrate mit einer Feuchtigkeit von 7 bis 15%. Die Teilchengröße des Konzentrates soll weniger als 0,83 mm bei einem Gehalt am Kornanteil < 0,05 mm von mindestens 50% betragen.

Man verwendet zweckmäßig hochaktiven Kalk, welcher 85% und mehr Kalziumoxid und Magnesiumoxid enthält, wobei das letztere 5% der oben genannten Menge nichi übersteigen darf. Die Verwendung von Kalk niedriger Aktivität erfordert einen erhöhten Verbrauch desselben, was zu einer Senkung des metallurgischen Wertes der Pellets infolge einer Erhöhung des Kalziumkarbonatgehaltes in diesen und einer Senkung des Eisengehaltes führt.

Das Gewichtsverhältnis Kalk/Konzentrat bei der Bereitung des hydratisierten Gemisches beträgt 12 bis 30% ungelöschten Kalk und 70 bis 88% Konzentrat. Die optimalen Verhältnisse dieser Komponenten in den genannten Grenzen bei verschiedener Feuchtigkeit des Konzentrats und verschiedener Aktivität des Kalks sind in F i g. 1 graphisch dargestellt. Diese Figur zeigt die Abhängigkeit zwischen der Feuchtigkeit des Konzentrates und der Menge des ungelöschten Kalks, die dem Konzentrat zugegeben werden soll, damit die Hydratation des Kalks im Gemisch vollständig verläuft sich das Gemisch der genannten Komponenten im Prozeß der Hydratation auf eine Temperatur von 100⁰C erhitzt, nach der Hydratation erhöhte Reaktionsfähigkeit besitzt und höchstens 2 Gew.-% freie Feuchtigkeit enthält.

In Fig. 1 sind die Kurven »A«, »B«, »C«, »D«, »E« unter Berücksichtigung der Wärmebilanz des Prozesses der Hydratation von Kalk im Gemisch mit dem feuchten Konzentrat in Abhängigkeit von der Aktivität des Kalks und der Feuchtigkeit des Konzentrats aufgezeichnet. Es sind dabei solche betriebstechnische Faktoren mit berücksichtigt, wie die teilweise Hydratation des Kalks bei dessen Lagerung, die Wärmeverluste an die Umwelt bei Vermischen, Transport und Aufbewahrung des Gemisches in Reaktorbunkern. Der Einfluß dieser Faktoren, die zu einer unvollständigen Verwertung der sich bei der Hydratation von Kalziumoxid entwickelnden Wärme führen, ist durch den Wärmeumsetzungsgrad »φ«, gesetzt gleich 0,8, berücksichtigt. In dieser Abbildung ist auf der Ordinatenachse »acedie Menge des Konzentrats in Gewichtsprozent und auf der Ordinatenachse »b« die Menge dec ungelöschten Kalks gezeigt. Auf der Abszissenachse ist die Feuchtigkeit des Konzentrats in Prozent aufgetragen. Die Kurven »A« und »B« sind aufgebaut bei einer Aktivität des Kalks C^esamtgehalt an Kalziumoxid und Magnesiumoxid) von 85% und einem Grad »φ« von 0,4 beziehungsweise 0,6 und die Kurven »C«, »D«und »E« bei einer Aktivität des Kalks von 85 bis 95% und einem Grad »y« von 0,8.

Die in F i g. 1 angeführten Berechnungsverhältnisse

können bei der praktischen Anwendung abgewandelt werden, ausgehend von dem Unterschied zwischen der Feuchtigkeit des hydratisierten Gemisches, gesetzt bei der Berechnung gleich 2%, und der unter konkreten Betriebsbedingungen tatsächlich resultierenden.

Die berechnete Feuchtigkeit des Gemisches schließt die unvollständige Löschung des Kalks in diesem infolge eines Feuchtigkeitsmangels bei zufälliger kurzzeitiger Steigerung der Aktivität des Kalks und der Störung der Betriebsbedingungen der Mischer aus.

Da von der Feuchtigkeit des hydratisierten Gemisches im weiteren die Feuchtigkeit des granulierten Einsatzgutes abhängt, ist es in der Praxis zweckmäßig, die Feuchtigkeit des Gemisches dtirch entsprechende Steigerung des Kalkgehaltes in diesem über die berechnete Menge auf 1% zu senken. Dies ist möglich unter stabilen Betriebsbedingungen bei der Verwendung eines in der Qualität homogenen Kalks und beim Einsatz hochwirksamer Mischer.

Die Wahl eines Apparates zum Vermischen des Konzentrates und des ungelöschten Kalks richtet sich nach der Ausgangsfeuchtigkeit des Konzentrates und nach dem dieser Feuchtigkeit entsprechenden Verhältnis der genannten Komponenten. Bei einer Feuchtigkeit des Konzentrates von weniger als 9% kann als Mischer eine Stabmühle eingesetzt werden. In einem weiten Feuchtigkeitsbereich des Konzentrates von 7 bis 15% können erfolgreich Desintegratoren eingesetzt werden. Möglich ist auch die Verwendung von Kollergängen kontinuierlichen Betriebs unter der Voraussetzung, daß deren Leistungsfähigkeit und konstruktive Lösung minimale Wärmeverluste des Gemisches vor dem Gelangen in den Reaktorbunker gewährleisten.

Nach dem Vermischen wird das Gemisch Reaktorbunkern kontinuierlichen Betriebs zugeführt, in denen es zur Hydratation des ungelöschten Kalks bei der Wechselwirkung mit der Feuchtigkeit des Konzentrates zur Erhitzung des Gemisches auf eine Temperatur von 100⁰C und zur Verringerung der Feuchtigkeit infolge der Verdampfung von Wasser kommt. Das sich bildende hydratisierte Gemisch zeichnet sich durch erhöhte Reaktionsfähigkeit der Komponenten aus und zeigt infolgedessen eine gewisse Neigung zum Abbinden und Hängenbleiben bei längerem Lagern in den Bunkern. Die Beseitigung dieser Erscheinungen im Prozeß der Hydratation des Gemisches erfolgt durch dessen ständiges Rühren in den Reaktorbunkern kontinuierlichen Betriebs. In den nachfolgenden Stufen der Pelletherstellung soll das Volumen der Bunker für das Gemisch für einen normalen Betrieb von Dosier- und Aufgabeeinrichtungen minimal notwendig sein.

Die für eine vollständige Hydratation des Kalks erforderliche Aufenthaltsdauer des Gemisches in den Reaktorbunkern beträgt 03 bis 3 h und wird in diesen Grenzen auf experimentellem Wege in Abhängigkeit von der Aktivität des verwendeten Kalks, der Geschwindigkeit der Hydratation, des Volumens der Reaktorbunker und anderer betriebstechnischer Faktoren bestimmt.

Das aus den Reaktorbunkern austretende hydratisier te Gemisch dosiert man und vermischt es mit dem Eisenerzkonzentrat bis zur Erzielung eines homogenen Gemisches, des »Pelleteinsatzgutes«. Von dem Verhältnis der genannten Komponenten hängt die Feuchtigkeit des Einsatzgutes sowie der Gehalt desselben an Kalziumoxid und folglich die Basizhät der fertigen Pellets ab.

In Fig.2 charakterisieren die Kurven »A«i, »B«u

»C«\, »D«\, »E«\ und »F«\ den Gehalt des Pelleteinsatzgutes an hydratisiertem Gemisch und an Konzentrat; auf der Ordinatenachse »c« ist dabei die Menge des hydratisierten Gemisches in Gewichtsprozent und auf der Ordinatenachse »d«die Menge des Konzentrates in Gewichtsprozent angegeben, während die Abszissenachse die Feuchtigkeit des Konzentrates in % zeigt. Die Kurven »A«\, »B«\, »C«\, »D«\, »E«\ und »F«\ sind bei einem Feuchtigkeitswert des Einsatzgutes jeweils von 5% bis 10% in Abhängigkeit von der Ausgangsfeuchtigkeit des Konzentrates aufgebaut. Die Ziffern an den Kurven zeigen die Feuchtigkeit des Pelleteinsatzgutes. Beim Aufbau dieser Kurven ist die Feuchtigkeit des Konzentrates als zwischen 7% und 15% variierend und die Feuchtigkeit des Gemisches als konstant und gleich 2 gesetzt. Fig. 2b zeigt die Kurven »A«2, »B«₂, »C«2, »D«2, »E«2, »F«2, die das Verhältnis des Kaikgehaltes in dem hydratisierten Gemisch und in dem Pelleteinsatzgut bei verschiedener Ausgangsfeuchtigkeit des Konzentrates von 7 bis 15% bezeichnen. Die Werte dieses Verhältnisses sind auf der Ordinatenachse eingezeichnet, während auf der Abszissenachse die mengenmäßigen Werte der Feuchtigkeit des Konzentrates in Prozent aufgetragen sind. Dabei sind die genannten Kurven bei einer Feuchtigkeit des Einsatzgutes von 5 bis 10% aufgebaut (die Ziffern an den Kurven zeigen die Feuchtigkeit des Pelleteinsatzgutes).

Bei der praktischen Benutzung der F i g. 1 und 2 ist zu beachten, daß der in diesen wiedergegebene Gehalt des hydratisierten Gemisches und des Pelleteinsatzgutes an den Komponenten auf Trockengewicht und der Kalkgehalt auf ungelöschten Kalk bezogen ist.

Das Vermischen des hydratisierten Gemisches, welches 1 bis 2% Feuchtigkeit enthält, mit dem Konzentrat der vorgegebenen Feuchtigkeit kann in einem beliebigen bekannten Apparat durchgeführt werden, der für die Herstellung homogener Gemische aus Material bestimmt und den betrachteten ähnlich ist.

Das nach dem Vermischen erhaltene homogene Gemisch, das Pelleteinsatzgut wird in Pelletierapparaten bekannter Konstruktion pelletiert Man verwendet für diesen Zweck vorzugsweise Pelletierteller, die gegenüber den Pelletiertrommeln eine höhere Festigkeit der Grünpellets gewährleisten.

Wie Untersuchungen ergeben haben, weisen Grünpellets von 18 mm Durchmesser in Abhängigkeit von der Art des Konzentrates und dessen Gehalt an Kalk eine Druckfestigkeit von 5 bis 16 kp/Pellet auf und halten 6 bis 15maliges Fallen auf eine Stahlplatte von einer Höhe von 100 cm, über lOmaliges Fallen von einer Höhe von 50 cm aus und enthalten 6 bis 11% Feuchtigkeit

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lets werden in Behälter oder spezieile Wagen oder Autoklaven spezieller Konstruktion in einer 1 bis 2^5 m dicken Schicht eingebracht In diesen Grenzen wird die zulässige Dicke der Schicht für jede Art von Pellets auf experimentellem Wege bestimmt

Die Behälter oder Wagen mit Grünpellets transpor-

tiert man in Autoklaven, in denen es zu einer hydrothermalen Behandlung der Pellets im gesättigten

Wasserdampf bei einer Temperatur von 120 bis 225° C,

die einem Überdruck des Dampfes von 2 bis 25 kg/cm² entspricht, während einer Zeitdauer von 1 bis 12 h in

Abhängigkeit von der Dampftemperatur und der Zusammensetzung der Pellets kommt. Bei einer Dampftemperatur von 191°Cund einem Überdruck von

12kp/cm² reicht eine hydrothermale Behandlung der

Pellets von 2 bis 5 h aus.

Bei der Durchführung des hydrothermalen Prozesses in Autoklaven periodischen Betriebs ist es zweckmäßig, daß der Anstieg des Dampfdruckes in dem Autoklaven von 0 auf 12 atü während einer Zeitdauer von nicht mehr als 1 h oder noch besser während 20 bis 40 min intensiv erfolgt. Die Senkung des Dampfdruckes auf den atmosphärischen Druck, beziehungsweise der Temperatur der Pellets von 191 auf 100⁰C, soll mindestens 30 min dauern.

Es wurde experimentell festgestellt, daß in Abhängigkeit von der Art des Konzentrates und dem Kalkgehalt der Pellets die Porosität der Pellets in einem Bereich von 27 bis 32% liegt. Die Druckfestigkeit der Pellets von 18 mm Durchmesser beträgt 110 bis 250 kp/Pellet. Beim freien Fall von einer Höhe von 200 cm halten die Pellets von 10 bis 25maligen Fallen bis zum Auftreten von Rissen oder einer bemerkbaren Absplitterung aus.

Der zementierende Stoff der Pellets, der sich durch deren hydrothermale Behandlung bildet, enthält in kristallinem oder gelförmigem Zustand Hydrosilikate von Kalzium, Hydroferrite von Kalzium, Eisenhydrogranate und in geringer Menge Kalziumhydroxid.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Pellets sind wetterbeständig und können längere Zeit im Freien aufbewahrt werden. Es wurde experimentell nachgewiesen, daß nach 6 Monaten Lagerung im Freien (in der Herbst-Winter-Periode) die Festigkeit der Pellets aus verschiedenen Konzentraten infolge der sich weiter vollziehenden Kristallisation und der Verdichtung des zementierenden Stoffes im Mittel um 50% steigt.

Zur Prüfung der metallurgischen Festigkeit erhitzte man die Peilets aus verschiedenen Konzentraten auf eine Temperatur von 1000° C im reduzierenden Medium. Sie wurden außerdem der Einwirkung von Abrieb- und stoßweisen Belastungen unterworfen. Es wurde experimentell festgestellt, daß unter den genannten Bedingungen die Druckfestigkeit der Pellets bei der Erhitzung auf eine Temperatur von 600⁰C anwächst, in einem Temperaturbereich von 600 bis 800° C unbedeutend sinkt, jedoch höher als die Ausgangsfestigkeit der Pellets im kalten Zustand bleibt. Bei einer weiteren Temperaturerhöhung sinkt die Festigkeit der Pellets und beträgt bei einer Temperatur von 1000⁰C gegen 50 kp/Pellet. Das Schmelzen beginnt in einem Temperaturbereich von 1125 bis 1150⁰C in Abhängigkeit von der Art des Konzentrates und der Zusammensetzung von Pellets.

Der Reduktionsgrad der Pellets während 10 min bei einer Temperatur von 800⁰C und einer Wasserstoffzufuhr in einer Menge von 100 l/h beträgt 27 bis 35%. Es bildet sich unter der Wirkung von Abriebbelastungen in den Pellets 1 bis 3.5% feinkörnige Fraktion von 0,25 bis 0 mm. Im Laufe der Reduktion bei einer Temperatur um 700⁰C nimmt das Volumen der autoklavierten Pellets um 1,7 bis 3% zu, während es bei einer Temperatur von 1000⁰C zu einer Schwindung derselben kommt, die 8 bis 13% ihres ursprünglichen Volumens beträgt, wodurch sich diese Pellets gegenüber den durch oxydierendes Rösten verfestigten Pellets vorteilhaft auszeichnen.

Nachstehend werden Beispiele für die Durchführung des erfindungsgemäBen Verfahrens zur Herstellung von Peuets angeführt.

Beispiel 1

Es sollen Pellets, die 4% Kalk enthalten, aus Magnetitkonzentrat (kurz als Konzentrat Nr. 1 bezeichnet) hergestellt werden.

Die chemische Zusammensetzung und die Kornzusammensetzung dieses Konzentrates sind in der Tabelle 1 angegeben.

) Zur Herstellung von Pellets nimmt man nach der vorliegenden Erfindung das oben genannte Konzentrat, welches 7% Feuchtigkeit enthält, und ein Bindemittel in Form von ungelöschtem Kalk, dessen Gehalt an aktivem Kalzium- und Magnesiumoxid 90% beträgt.

κι Der ungelöschte Kalk wird so gemahlen, daß 100% seiner Teilchen eine Größe von weniger als 0,2 mm aufweisen und dabei der Gehalt am Kornanteil <0,l mm mindestens 90% beträgt. Diesen Kalk und das Konzentrat mit der oben genannten Feuchtigkeit

γι dosiert man in einem Verhältnis von 12% ungelöschtem Kalk und 88% Konzentrat, vermischt sie bis zur Erzielung einer homogenen Masse und hält sie in einem Thermostaten bei einer Temperatur von 100° C während 3 h.

-'ο Das dadurch erhaltene hydratisierte Gemisch, welches gegen 2% Feuchtigkeit enthält, gibt man dem Konzentrat in einem Verhältnis (nach dem Trockengewicht) von 1 :2 zu und vermischt bis zum Erzielen eines homogenen Gemisches (des Pelleteinsatzgutes).

2^r> Dabei beträgt die Menge des Kalks in dem homogenen Gemisch 4%, der Feuchtigkeitsgehalt gegen 5,5%, das Verhältnis des Gehaltes des hydratisierten Gemisches und des Einsatzgutes an Kalk 3.

Das homogene Gemisch (das Pelleteinsatzgut)

jo pelletiert man unter Zugabe von Wasser auf einem Pelletierteller zu Pellets sphärischer Form von 18 mm Durchmesser, die 7,5 bis 8% Feuchtigkeit enthalten.

Nach der Pelletierung bringt man die Grünpellets in Netzbehältern in einen stehenden Autoklaven von 30 1

)5 Fassungsvermögen mit inneren elektrischen Erhitzern ein. In den Autoklaven füllt man vorher Wasser in einer Menge ein, daß es die elektrischen Erhitzer vollständig bedeckt. Nach dem hermetischen Verschließen des Autoklavendeckels erhitzt man den Autoklaven wäh-

4(i rend 40 min auf eine Temperatur von 190° C, die einem Überdruck von 12 kp/cm² entspricht.

Dabei verhindert die hemisphärische Form des Autoklavendeckels, daß Kondensattropfen auf die Pellets gelangen. Nach 3 h Halten bei den oben genannten Parametern, die automatisch aufrechterhalten werden, wird der Autoklav von dem Netz abgeschaltet, und es kommt während 1,5 h zu dessen Abkühlung in natürlicher Weise und einer Senkung des Druckes in diesem auf den normalen atmosphärischen.

^r>o Die aus dem Autoklaven herausgenommenen Pellets werden einer Festigkeitsprüfung auf einer hydraulischen Presse und durch freien Fall aus einer Höhe von 200 cm auf eine Stahlplatte unterzogen. Die Prüfergebnisse der mechanischen Festigkeit von Pellets (Mittelwerte für zehn Proben) sind in der Tabelle 2 zusammengestellt

bo Beispiel 2

Aus dem Magnetitkonzentrat, das durch Magnetaufbereitung aus Eisenquarziten erhalten wurde (siehe b5 Tabelle 1, Konzentrat Nr. 1), sollen Pellets hergestellt werden, die 8% Kalk enthalten.

Aus dem genannten Konzentrat, das eine Feuchtigkeit von 7% aufweist und 90% aktives Kalzium- und

Magnesiumoxid enthaltenden Kalk erhält man analog zu Beispiel 1 ein hydratisiertes Gemisch, welches zu 12% aus dem Kalk und zu 88% aus dem Konzentrat besteht und 2% Feuchtigkeit aufweist. Dieses Gemisch dosiert man mit einem Konzentrat, das 7% Feuchtigkeit enthält, in einem Gewichtsverhältnis von 67% hydratisiertem Gemisch und 33% Konzentrat, das ein Verhältnis des Kalkgehaltes in dem hydratisierten Gemisch und in dem Pelleteinsatzgut von 1,5, beziehungsweise einen Kalkgehalt in den Pellets von 8% gewährleistet. Das Gemisch und das Konzentrat vermischt man in den genannten Mengen bis zur Erzielung eines homogenen Gemisches (des Pelleteinsatzgutes), dessen Feuchtigkeit gegen 4% beträgt.

Das erhaltene Pelleteinsatzgut pelletiert man und verfestigt die erhaltenen Grünpellets, die 6 bis 6,5% Feuchtigkeit enthalten, durch hydrothermale Behandlung und prüft analog zu Beispiel 1 auf Festigkeit.

Beispiel 3

Aus dem durch Magnetaufbereitung aus Eisenquarziten erhaltenen Magnetitkonzentrat sollen 10% Kalk enthaltende Pellets hergestellt werden. Die chemische Zusammensetzung und die Kornzusammensetzung des Konzentrates sind in der Tabelle 1 (Konzentrat Nr. 1) angeführt _Jo

Zur Herstellung von mit Flußmitteln versetzten Eisenerzpellets nimmt man erfindungsgemäß das oben genannte Konzentrat im trockenen Zustand und vorher analog zu Beispiel 1 gemahlenen ungelöschten Kalk. Diese Materialien dosiert man in einem Verhältnis von ii 70% Konzentrat und 30% Kalk und vermischt bis zur Erzielung einer homogenen Masse zunächst in trockenem Zustand und dann mit Wasser, das in einer Menge zugegeben wird, daß das Konzentrat 15% Feuchtigkeit enthält Die erhaltene homogene Masse hält man in einem Thermostaten bei einer Temperatur von 100⁰C während 2 h. Danach gibt man das »hydratisierte« Gemisch dem trockenen Konzentrat in einem Verhältnis (nach dem Trockengewicht) von 1 :2 zu, das einen Kalkgehalt in den Pellets von 10% gewährleistet. Die 4i genannten Komponenten vermischt man in dem angeführten Verhältnis bis zur Erzielung eines homogenen Gemisches unter Zugabe von Wasser, dessen Menge einem Gehalt des homogenen Gemisches an Feuchtigkeit von 5% entspricht Das dadurch erhaltene homogene Gemisch, das Pelleteinsatzgut, pelletiert man unter Zugabe von Wasser auf einem Pelletierteller von 75ö mm Durchmesser zu Peiiets sphärischer Form, die einen Durchmesser von 18 mm aufweisen und 8 bis 8,5% Feuchtigkeit enthalten. Die Grünpellets werden durch hydrothermale Behandlung im Autoklaven analog zu Beispiel 1 verfestigt Die Prüfergebnisse der mechanischen Festigkeit der Pellets sind in der Tabelle 2 angeführt

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Beispiel 4

Es sollen Pellets, die 10% Kalk enthalten, aus einem Konzentrat, das aus Hydrogoethiterzen durch Magnetisier-Röstaufbereitung (magnetisierendes Rösten und

65 anschließende Magnetscheidung) erhalten wurde, hergestellt werden.

Die chemische und die Kornzusammensetzung des oben genannten Konzentrats, das im weiteren der Kürze halber als »Magnetisierröstkonzentrat« oder Konzentrat Nr. 2 bezeichnet wird, sind in der Tabelle 1 angeführt.

Die Pellets werden nach dem in Beispiel 3 beschriebenen Verfahren hergestellt. Die Prüfergebnisse der mechanischen Festigkeit der Pellets sind in der Tabelle 2 angeführt.

Beispiel 5

Aus dem Magnetisierröstkonzentrat (Konzentrat Nr. 2 in der Tabelle 1) sollen Pellets erhalten werden, welche 6% Kalk enthalten. Dabei ist es notwendig, daß im Prozeß der Herstellung der Pellets nur 20% des Pelleteinsatzgutes der Hydratation unterworfen werden, damit folglich das Verhältnis des Kalkgehaltes in dem hydratisierten Gemisch und in dem Pelleteinsatzgut (im homogenen Gemisch) 5 beträgt. Die Pellets werden in Übereinstimmung mit dem in Beispiel 3 oder 4 beschriebenen Verfahren hergestellt. Dabei besteht der Unterschied darin, daß das hydratisierte Gemisch mit dem Konzentrat in einem Verhältnis von 1 :4 dosiert wird, das einen Kalkgehalt in den Pellets von 6% gewährleistet. Die Prüfergebnisse der mechanischen Festigkeit der Pellets sind in de:Tabelle 2 angeführt.

Beispiel 6

Es sollen Pellets, welche 10% Kalk enthalten, aus einem Gemisch von zwei Konzentraten hergestellt werden, deren eines aus Hydrogoethiterz durch Magnetisier-Röstaufbereitung (Konzentrat Nr. 2 in der Tabelle 1) und das zweite aus dem gleichen Erz durch magnetische Schwerkraftaufbereitung (es sei kurz als Konzentrat Nr. 3 bezeichnet) hergestellt wurde.

Dabei beträgt der Feuchtigkeitsgehalt in dem magnetisierröstkonzentrat 12% und in dem Magnetisierschwerkraftkonzentrat 8%.

Die chemische und die Kornzusammensetzung der genannten Konzentrate sind ir der Tabelle 1 angeführt.

Für die erfindungsgemäße Herstellung von Pellets verwendet man das Magnetisierröstkonzentrat mit einer Feuchtigkeit von i2% und analog zu Beispiel i vorgemahlenen ungelöschten Kalk. Die genannten Komponenten werden in einer Menge von 82% Konzentrat und 18% Kalk dosiert, was nach dem Trockengewicht einem Gehalt von 80% Konzentrat und 20% Kalk entspricht, und bis zur Erzielung eines homogenen Gemisches vermischt Dieses Gemisch hält man in einem Thermostaten bei einer Temperatur von 100⁰C während einer Zeitdauer von 2 h bis zur vollständigen Hydratation von Kalk im Gemisch mit dem feuchten Konzentrat Das dabei resultierende hydratisierte Gemisch enthält 2% Feuchtigkeit Dieses Gemisch gibt man dem Magnetisierschwerkraftkonzentrat, welches 8% Feuchtigkeit enthält, in einem Verhältnis (nach dem Trockengewicht) von 1 :1 zu und rührt bis zum Erzielen eines homogenen Gemisches (des

Pelleteinsatzgutes), dessen Feuchtigkeitsgehalt somit 5% beträgt. Das erhaltene Pelleteinsatzgut pelletiert man unter Zugabe von Wasser und verfestigt die Grünpellets, die gegen 9% Feuchtigkeit enthalten, durch hydrothermale Behandlung im Autoklaven analog zu Beispiel 1.

Die Prüfergebnisse der mechanischen Festigkeit der Pellets sind in der Tabelle 2 angeführt.

Beispiel 7

Es sollen Pellets, die 15% Kalk enthalten, aus einem Gemisch der in Beispiel 5 verwendeten Konzentrate hergestellt werden. ι >

Der Feuchtigkeitsgehalt in dem Magnetisierröstkonzentrat betrag 12% und in dem Magnetisierschwerkraftkonzentrat 8%. Die Kennwerte dieser Konzentrate sind in der Tabelle 1 angeführt (Konzentrat Nr. 2 und Nr. 3). Für die Herstellung von Pellets verwendet man Magnetisierröstkonzentrat und gemahlenen ungelöschten Kalk in einem Verhältnis von 70% Konzentrat und 30% Kalk (nach dem Trockengewicht).

Da bei dem genannten Verhältnis ein Gehalt des Konzentrates an Feuchtigkeit von 12% für eine 2'■> vollständige Hydratation des Kalkes unzureichend ist, gibt man beim nachfolgenden Vermischen der obengenannten Komponenten Wasser in einer Menge zu, die der 15%igen Feuchtigkeit des Konzentrates entspricht. Nach dem Vermischen hält man das homogene j<> Gemisch in einem Thermostaten bei einer Temperatur von 100⁰C während 0,5 h. Das dadurch erhaltene hydratisierte Gemisch, welches 2% Feuchtigkeit enthält gibt man dem Magnetisierschwerkraftkonzentrat, weiches 8% Feuchtigkeit enthält, in einem Verhältnis y> von 1 :1, das einen Kalkgehalt in den Pellets von 15% gewährleistet, zu und vermischt bis zum Erzielen eines homogenen Gemisches (des Pelleteinsatzgutes) unter Zugabe von Wasser zur Erzielung eines Feuchtigkeitsgehaltes im homogenen Gemisch von 8%. Das Pelleteinsatzgut, das 8% Feuchtigkeit enthält, pelletiert man unter Zugabe von Wasser und verfestigt die dadurch erhaltenen Grünpellets, welche von 10 bis 11% Feuchtigkeit enthalten, im Autoklaven analog zu Beispiel 1.

Die Prüfergebnisse der mechanischen Festigkeit von Pellets sind in der Tabelle 2 angeführt

Tabelle 1

Zusammensetzung der bei der Herstellung von Pellets verwendeten Konzentrate

1	2	2	3	3	4	4	0,02
a) chemische	Magnetit-	Magnetit	Konzentrat	Konzentrat	Konzentrat	Konzentrat	0,45
Zusammensetzung	konzerUrat	konzentrat	Nr. 2	Nr. 2	Nr. 3	Nr. 3	3,12
(Komponenten)	Nr. 1	Nr. 1	(Magne-	(Magne-	(Magne-	(Magne-	12,46
			tisier-	tisier-	tisier-	tisier-	19,60
			röst-	röst-	schwer-	schwer-	10,20
			konzen-	konzen-	kraft-	kraft-	54,15
			trat)	trat)	konzentrat)	konzentrat)	100,00
	(Gehalt an	(Gehalt an	Komponenten	Fraktion in %)	in %)
Fe 1 eesaml	66,02	0.46	61,43	0,02	53,80
Fe2O1	64,48	0,55	54,67	0,04	76,09	-
FeO	26,85	0,50	29,77	0,12	0,70
SiO2	6,46	1,20	4,58	0,36	14,12
CaO	0,84	0,90	1,01	1,20	1,64
MgO	0,32	3,87	0,54	2,38	0,24
Al2O3	0,66	7,25	5,39	14,68	4,75
S	0,02	9,56	0,01	14,10	0,015
P2O5	0,08	75,71	2,16	67,10	2,30
1	100,00	100,00
Kornzusammen
setzung
(Korngröße
in mm)
-1,00 + 0,63
-0,63+0,40
-0,40 + 0,315
-0,315 +0,20
-0,20 + 0,16
-0,16 + 0,10
-0,10 + 0,063
-0,063 +0,05
-0,05
Insgesamt:

Tabelle 2

Prüfergebnisse der mechanischen Festigkeit der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Pellets

Beispiel	Festigkeit der Grünpellets	50 cm	Fall aus einer Höhe von	Festigkeit der autoklavierten Pellets	Fallzahl bei Fall aus einer Höhe von
	Druckfestigkeit Fallzahl bei kp/Pellet	über 10	100 cm	Druckfestigkeit kp/Pellet	200 cm
		über 10	6		über 10
1	6,0	über 10	über 10	110	über 10
2	9,5	über 10	9	175	über 10
3	8,0	über 10	über 10	160	über 10
4	12,0	Ober 10	10	190	über 10
5	84	über 10	über 10	135	über 10
6	16^		über 10	250	über 10
7	144	220

Aus den Prüfergebnissen der Festigkeit von Pellets, die in der Tabelle 2 angeführt iind, ist zu ersehen, daß die nach der vorliegender. Erfindung erhaltene Pellets eine Druckfestigkeit ν ^n 110 bis 250kp/Pellet aufweisen und über 10 Fälle aus einer Höhe von 200 cm auf ~. eine Stahlplatte aushalten. Zum Vergleich wurden Prüfungen von Pellets durchgeführt, die nach dem erfindungsgemäßen und dem früher bekannten Verfahren (SU-Urheberschein 2 12 276), das die Trocknung von Grünpellets vor deren hydrothermaler Behandlung ό im Autoklaven vorsieht, erhalten wurden, sowie von Pellets, die in Übereinstimmung mit dem genannten Urheberschein, jedoch ohne Trocknung der Grünpellets vor der hydrothermalen Behandlung hergestellt wurden. Die Prüfergebnisse sind in der Tabelle 3 angeführt.

Dabei wurde die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in den oben angeführten Beispielen 3 und 4 erhaltenen Pellets kurz als »Pellets Nr. 1« beziehungsweise »Pellets Nr. 4« bezeichnet. Die nach dem bekannten Verfahren aus den gleichen Konzentraten wie auch in den Beispielen 3 und 4 erhaltenen Pellets wurden als »Pellets Nr. 2« beziehungsweise »Pellets Nr. 5« bezeichnet, während die aus den genannten Konzentraten nach dem bekannten Verfahren, jedoch ohne Trocknung vor der hydrothermalen Behandlung erhaltenen Pellets als »Pellets Nr. 3« beziehungsweise »Pellets Nr. 6« bezeichnet wurden. Dabei bestanden alle genannten Pellets aus 90% des jeweiligen Konzentrats und 10% Kalk.

Die Ergebnisse der Vergleichsprüfungen zeugen von der Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem bekannten. Dies wird dadurch bestätigt, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht das ganze Pelleteinsatzgut der Hydratation unterworfen, die hydrathermale Behandlung ohne vorhergehende Trocknung der Pellets durchgeführt wird und die erhaltenen Pellets eine gegenüber den bekannten Pellets höhere Festigkeit aufweisen.

Tabelle 3

Ergebnisse der Vergleichsprüfungen der mechanischen Festigkeit von nach dem erfindungsgemäßen und dem früher

bekannten Verfahren hergestellten Pellets

Kurzbezeichnung der Pellets	Festigkeit	der Grünpellets	50 cm	Hierzu 2	Fall aus einer Höhe von	Festigkeit der autoklavierten Pellets	Fallzahl bei Fall aus einer Höhe von
	Druckfestigkeit, Fallzahl bei kp/Pellet	über 10		100 cm	Druckfestigkeit, kp/Pellet	200 cm
		8	9		über 10
Pellets Nr. 1	8,0	8	2	160	7
Pellets Nr. 2	4,0	über 10	2	160	0
Pellets Nr. 3	4,0	6	über 10	25	über 10
Pellets Nr. 4	12,0	6	1	190	über 10
Pellets Nr. 5	3,5	1	190	3
Pellets Nr. 6	3,5	HIaIl /.v/idnuingui	Die Pellets wurden zerstört

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Pellets aus Erzkonzentraten mit einer Teilchengröße von weniger als 0,83 mm, die 7 bis 15% Feuchtigkeit enthalten, bei dem man das Erzkonzentrat mit einen im wesentlichen aus Kalziumoxid und Magnesiumoxid bestehenden Bindemittel vermischt, alle zu hydratisierenden Ingredenzien des Bindemittels in dem genannten Gemisch einer Hydratation unterwirft, dieses hydratisierte Gemisch, das einen Zusatz darstellt, dem Erzkonzentrat hinzufügi und mit dem letzteren bis zur Erzielung eines voll homogenen Gemisches aus Konzentrat und Zusatz mischt, dieses voll homogene Gemisch bis zur Herstellung von Pellets granuliert und die Pellets bis zur Verfestigung in gesättigtem Wasserdampf bei einer Temperatur vcn 100 bis 350°C hält, dadurch gekennzeichnet, daß man das einen Zusatz darstellende Gemisch aus 70 bis 88 Gew.-% Erzkonzentrat und i2 bis 30Gew.-% Bindemittel zusammensetzt und unter ununterbrochenem Rühren in Reaktorbunkern kontinuierlichen Betriebs während einer Zeitdauer von. 0,5 bis 3 Stunden hält, um die zu hydratisierenden Ingredenzien des Bindemittels zu hydratisieren, wobei der Gehalt des Bindemittels im Zusatz vor der Behandlung auf die Feuchtigkeit des Erzkonzentrats derart abgestimmt ist, daß durch chemische Wechselwirkung und die dabei entstehende Wärme in der genannten Zeitspanne die Temperatur des gesamten Zusatzmaterials ungefähr 100⁰C erreicht und der Feuchtigkeitsgehalt bis auf 1 bis 2% sinkt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel, das im nichthydratisiertem Zustand im wesentlichen aus Kalziumoxid und Magnesiumoxid besteht, maximal 5% Magnesiumoxid enthält

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemitte.¹ im nichthydra tisierten Zustand wenigstens 85% Kalziumoxid und Magnesiumoxid enthält

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel vorher bis zu einem Kornanteil <0,l mm von mindestens 90% zerkleinert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Erzkonzentrat mit einer Teilchengröße von weniger als 0,83 mm wenigstens 50% Teilchengröße von < 0,05 mm enthält