DE2519810A1

DE2519810A1 - Verfahren zur verarbeitung von staubfoermigem gut aus metallurgischen abgasen

Info

Publication number: DE2519810A1
Application number: DE19752519810
Authority: DE
Inventors: W Ing Grad Janssen; Guenter Dr Ing Meyer; K-H Dipl Ing Vopel
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1975-05-03
Filing date: 1975-05-03
Publication date: 1976-11-11
Also published as: FR2310413B1; US4209322A; FR2310413A1; JPS51136503A; DE2519810C2; ATA319376A; GB1514363A; AT373291B; JPS5841330B2

Description

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FRIED. KRUPP GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG IN ESSEN

Verfahren zur Verarbeitung von staubförmigem Gut aus metallurgischen Abgasen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verarbeitung von Stäuben und Schlämmen aus Entstaubungsanlagen der Hüttenindustrie, die vor der Weiterverarbeitung pelletiert werden.

Bei der Entstaubung von Abgasen aus metallurgischen Anlagen wie Hochöfen, Konvertern, Elektroöfen und Sinteranlagen, ergibt sich eine große Menge staubförmig es Gut, das insbesondere wegen seines beachtlichen Eisengehaltes aufgearbeitet und verarbeitet werden sollte.

Staubförmiges Gut kann je nach der Art des Entstaubungsverfahrens bei Trockenentstaubungsanlagen entweder als trockener Staub oder bei Naßentstaubungsanlagen als Waseer-Staub-Dispersion anfallen. Die Wasser-Staub-Dispersion kann in der Weise konzentriert werden, daß sich in einem Eindicker aus der Dispersion ein Schlamm absetzt, während über einen Überlauf des Eindickers klares Wasser abfließt.

Bei der Roheisenerzeugung fallen in den Gichtgasentstaubungsanlagen 5 bis 20 kg Staub je Tonne Roheisen und bei der Stahlerzeugung in LD-Konvertern l8 bis kg Staub je Tonne Stahl an. Diese Beträge sind von der Größe der metallurgischen Anlage, den eingesetzten Rohstoffen und der angewendeten Betriebsweise abhängige

Der Einsatz der Stäube und Schlämme in Sinteranlagen

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Vth/A

ist wegen der großen Feinheit des Feststoffes und der unterschiedlichen Gehalte an Zink, Blei und Alkalien, die den Hochofenbetrieb störend beeinflussen, sehr begrenzt· Auch eine Deponie dieser Stoffe ist wegen der gesetzlichen Umweltschutzbestimmungen teilweise nicht möglich·

Wegen der relativ hohen Eisen», Zink» und Bleigehalte werden diese Stoffe entweder als trockener Staub, als Schlamm oder als Mischung aus beiden aufbereitet und verarbeitet· Ein Vorschlag sieht vor, das Gut zusammen mit Eisenerzkonzentrat zu pelletieren· Die Grünpellets werden auf einem Wanderrost vorgehärtet und in einem nachgeschalteten Drehrohrofen unter Zusatz von festen Brennstoffen reduziert, wobei Zink und Blei verflüchtigt werdenο Als Produkte ergeben sich metallisierte Pellets mit relativ niedrigen Gehalten an Zink und Bleio Jedoch weisen diese Pellets einen relativ hohen Schwefelgehalt auf, so daß ein Einsatz nur in den Hochofen in Frage kommt· Darüber hinaus besteht die Gefahr des Zusammensinterns der Pellets auf dem Wanderrost, da in den Hochofen— stäuben stehts Kohlenstoff vorhanden ist· Um dieses Zusammenintern zu vermeiden, muß bei dem genannten Verfahren Feinerz als Magerungsmittel in relativ großen Mengen zugesetzt werden·

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens, das die genannten Nachteile vermeidet, das also ohne Wanderrost eine Verarbeitung von Mischungen aus trockenen Stäuben und/oder Schlämmen gestattet und die Herstellung von weitgehend an Zink, Blei und

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Alkalien freien metallisierten Pellets ermöglichte

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Verar« beitung von Stäuben und Schlämmen aus Entstaubungsanlagen der Hüttenindustrie, die vor der Weiterverarbeitung pelletiert werden, gelöst· Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Stäube und/oder Schlämme mit einem Feuchtgehalt von 10 bis l6 % weniger als 6 Minuten unter solcher Wasserzugabe, daß der Feuchtgehalt der Grünpellets 17 bis 30 % beträgt, pelletiert und die Grünpellets unter Zugabe von festen Reduktionsmitteln in einen Drehrohrofen eingesetzt werdeno

Vor der Pelletierung wird die Mischung aus trockenen Stäuben und/oder Schlämmen homogenisiert und lediglich soweit getrocknet, daß noch eine Restfeuchte von 10 bis l6 % verbleibt. Wird bei der Pelletierung von Feuchtigkeitsgehalten in der Mischung unter 8 % ausgegangen, so ergeben sich aufgrund der großen Feinheit der Stäub· mit einer spezifischen Oberfläche nach Blaine von 5.000 bis 12.000 cm /g sehr dichte Grünpellets, die zur Vermeidung von Trockenrissen und Zerplatzungen sehr vorsichtig getrocknet werden müssen. Es sind dabei Trocknungezeiten von 20 bis 40 Minuten erforderlich. Ein weiteres wesentliches Merkmal besteht darin, daß die Aufenthaltezeit der Mischung weniger als 6 Minuten auf dem Pelletierteller betragen muß. Bei längerer Aufenthaltszeit tritt eine Überfeuchtung der Pellets ein, wobei die Pellets überplastisch bis zur Schlammbildung werden. Schließlich muß der Feuchtigkeitsgehalt der Grünpellets 17 bie 30 #, vorzugsweise 20 bis 25 % betragen. Dies hat den Vorteil,

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daß diese Grünpellets weder getrocknet noch vorgehärtet zu werden brauchen, sondern zusammen mit dem Reduktionsmittel direkt dem Drehrohrofen zugeführt werden können» Als feste Reduktionsbrennstoffe werden Anthrazit, Koksgrus, Schwelkoks und/oder hochflüchtige Kohlen, z. B. Braunkohlen, eingesetzt·

Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden die Grünpellts in einen Drehrohrofen eingesetzt, der im Anschluß an eine Trocknungs- und Vorwärmzone auf eine Temperatur von 900° C bis 1.100° C aufgeheizt wird. Das Temperaturprofil im Drehrohrofen wird durch über die Ofenlänge verteilte Luftdüsen so eingestellt, daß es zweckmäßigerweise zwei Drittel der Ofenlänge eine Temperatur von 900 C bis 1.100 C aufweist. In diesem Falle dient das erste Ofendrittel zur Trocknung und Vorwärmung des Einsatzes aus Grünpellets und festen Reduktionsbrennstoffen·

Eine Verfahrensweise mit den genannten Arbeitstemperaturen ist für die Reduktion der Eisen-, Zink- und Bleioxide erforderlich. Zink und Blei verlassen die Beschickung dabei in Form von Metalldampf, oxidieren im freien Ofenraum erneut und verlassen mit dem Abgas den Ofen in fester Form. Diese Oxide werden vorteilhaft in einem Sackfilter oder Elektrofilter abgeschieden.

Die Alkalien können nur in Form der Hydroxide verflüchtigt werden. Die Kaliumhydroxidverflüchtigung setzt sich bei ca. 700 C ein, während die Natriumhydroxidverflüchtigung erst bei ca. 900 C beginnt.

Die reduzierten, metallisierten Pellets werden aus dem

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Drehrohrofen in Form von Eisenschwamm gemeinsam mit überschüssigem Brennstoff und Asche ausgetragen· Diese Mischung wird in einer Kühltrommel abgekühlt und durch Siebung und Magnetscheidung aufbereitet·

Das der Erfindung zugrundeliegende Verfahren wird im nachfolgenden an Hand eines Beispiels beschrieben, ohne daß sich die Erfindung auf dieses Beispiel beschränkt.

Eine Mischung aus 60 % vorgetrocknetem LD-Schlamm und 40 % vorgetrocknetem Hochofenschlamm wird homogenisiert. Diese Mischung weist einen Feuchtigkeitsgehalt von 12 % auf· Die wichtigsten Bestandteile der Mischung sind:
Fe » 42,2 %i Zn = 5,3 %\ Pb - l,6l %j Na₀O = 0,8 %; KO - 0,35 % und C a 5,8 %.

Auf einem Pelletxerteller von 1 m Durchmesser werden unter Zugabe von Wasser Grünpellets mit Korndurchmessern von 8 bis 20 mm erzeugt· Diese Grünpellets haben ,einen Feuchtigkeitsgehalt von 22,7 %% eine Grünfestigkeit von 2 kp/Pellet und eine Sturzfestigkeit derart, daß mehr als 20 Stürze aus 450 mm Höhe ohne Rißbildung überstanden haben.

Die Grünpellets werden kontinuierlich mit Koksgrus einer Körnung bis 3 mm als Reduktionsbrennstoff direkt in den Drehrohrofen eingesetzt· Der Drehrohrofen wird im Gegenstrom zum eingesetzten Material von der Austragungsseite her mit Koksofengas beheizt· Über zwei Drittel der Ofenlänge liegen die Temperaturen des eingesetzten Materials zwischen 900 C und 1.100 C zur weitgehenden Verflüchtung der Alkalien.

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Bei einer spezifischen Durchsatzleistung von 0,64 t Grünpellets/m Ofenraum und Tag beträgt der Metallisierungsgrad im Mittel 93 %· Die Zink- und Bleiverflüchtigung liegt bei 99 %. Es werden im Mittel Zink«. gehalte von 0,055 % und Bleigehalte von 0,008 % in den metallisierten Pellets erreicht. Die Verflüchtigung von Alkalien, bezogen auf das eingesetzte Material, beträgt bei Natriumoxid ca. 80 % und Kaliumoxid bis zu 95 %.

Der Anteil an Feineis enschwanun 4 mm beträgt nur 20 %· Im Schlauchfilter wird ein Oxid mit nachfolgender Analyse abgeschieden:

Zn » 35 %, Pb a 15 %i Fe a 15 %t C m 10 %i

ges. ges. ^T

Na₂O - 1,1%; K₃O = 0,7 %=

Dieses Metalloxid kann entweder in einer Wälzanlage oder durch naßchemische Verfahren weiter angereichert werden.

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Claims

Patentanspruch et

1· Verfahren zur Verarbeitung von Stäuben und Schlämmen aus Entstaubungsanlagen der Hüttenindustrie, die vor der Weiterverarbeitung pelletiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäube und/oder Schlämme mit einem Feuchtgehalt von 10 % bis 16 % weniger als 6 Minuten unter solcher wasserzugabe, daß der Feuchtegehalt der Grünpellets 17 % bis 30 % beträgt, pelletiert und die Grünpellets unter Zugabe von festen Reduktionsmitteln in einen Drehrohrofen eingesetzt werden·

2» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserzugabe in solchen Mengen erfolgt, daß der Feuchtegehalt der Grünpellets 20 bis 25 % beträgto

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzgut aus Grünpellets und Reduktionsmitteln im Drehrohrofen im Anschluß an die Vorwärmzone auf eine Temperatur von 900 C bis 1 100° C aufgeheizt wird·

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzgut im Drehrohrofen über eine Länge von zwei Dritteln der Ofenlänge auf eine Tempi
geheizt wird·

auf eine Temperatur von 9OO⁰ C bis 1 100° C auf-

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