DE2519810C2

DE2519810C2 - Verfahren zur Verarbeitung von staubförmigem Gut aus metallurgischen Abgasen

Info

Publication number: DE2519810C2
Application number: DE2519810A
Authority: DE
Inventors: W. 4330 Mülheim Janssen; Günter Dr.-Ing. 4300 Essen 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: 1983-01-13
Also published as: US4209322A; ATA319376A; GB1514363A; JPS51136503A; JPS5841330B2; FR2310413B1; DE2519810A1; AT373291B; FR2310413A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verarbeitung JO von Stäuben und Schlämmen aus Entstaubungsanlagen der Eisenhüttenindustrie, die vor der Weiterverarbeitung pelletiert und als Grünpellets unter Zugabe von festen Reduktionsmitteln in einen Drehrohrofen eingesetzt werden. J5

Bei der Entstaubung von Abgasen aus metallurgischen Anlagen wie Hochöfen. Konvertern, Elektroöfen und Sinteranlagen, ergibt sich eine große Menge staubförmiges Gut. das insbesondere wegen seines beachtlichen Eisengehaltes aufgearbeitet und verarbei- *o tet werden sollte.

Staubförmiges Gut kann je nach der Art des Entstaubungsverfahrens bei Trockenentstaubungsanlagen entweder als trockener Staub oder bei NaOentstaubungsanlagen als Wasser-Staub-Dispersion anfallen. « Die Wasser-Staub-Dispersion kann in einer 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 Gichlgaseni· so Staubungsanlagen 5 bis 20 kg Staub je Tonne Roheisen und bsi der Stahlerzeugung in LDKonvertern 18 bis 21 kg Staub je Tonne Stahl an. Diese Beträge sind von der metallurgischen Anlage, den eingesetzten Rohstoffen und der angewendeten Betriebsweise abhängig.

Der Einsatz der Stäube und Schlämme in Sinteranlagen ist wegen der großen Feinheit des Feststoffes und der unterschiedlichen Gehalten an Zink. Blei und Alkalien, die den Hochofenbetrieb störend beeinflussen, sehr begrenzt. Auch eine Deponie dieser Stoffe ist &o wegen der gesetzlichen Umweltschutzbestimmungcn teilweise nicht möglich.

Wegen der relativ hohen Eisen-, Zink- und Bleigchalte werden diese Stoffe eniweder als trockener Staub, als Schlamm oder als Mischung aus beiden aufgearbeitet ^⁵ und verarbeitet. Ein Vorschlag sieht vor, das Gut zusammen mit Eiscncr/.kon/cnirat zu pelletieren, die (ininpellets werden auf einem Wanderrost vorgehartet und in einem nachgeschalieten Drehrohrofen unter Zusatz von festen Brennstoffen reduziert, wobei Zink und Blei verflüchtigt werden. Als Produkte ergeben sich metallisierte Pellets mit relativ niedrigen Gehalten an Zink und Blei. 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 Hochofenstäuben stets Kohlenstoff vorhanden ist. Um dieses Zusammensintern zu vermeiden, muß bei dem genannten Verfahren Feinerz als Magerungsmittel in relativ großen Mengen zugesetzt werden.

Es ist auch bereits ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Verarbeitung von staubförmigom Gut aus metallurgischen Abgasen bekann:, geworden (US-PS 34 03 018), das sich jedoch nur für die Verarbeitung von Stäuben aus Siemens-Martin-Öfen eignet. Außerdem müssen diese Stäube im wesentlichen frei von Kohlenstoff und Flußmitteln sein und mit hohen Anteilen von angereicherten Erzen versetzt werden, um für den Einsatz im Drehrohrofen eine ausreichende Festigkeit zu erlangen. Die Wasserzugabe bei der Pelletierung auf einem Pelletierteller beschränkt sich bei diesem Verfahren auf bekannte übliche Mengen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens, das die genannten Nachteile vermeidet, das also ohne Wanderrost bzw. besondere Zwischenbehandlung eine Verarbeitung nicht nur eines bestimmten Staubes, sondern insbesondere von Mischungen aus trockenen Stäuben und/oder Schlämmen gestattet und trotzdem die Herstellung von weitgehend an Zink. Blei und Alkalien freien metallisierten Pellets ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, das gekennzeichnet ist durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand ·* is Anspruchs 2.

Vor der Pelletierung wird die Mischung aus trockenen Stäuben und/oder Schlämmen homogenisiert und lediglich soweit getrocknet, daß noch eine Restfeuchte von 10 bis 16% verbleibt. Wird bei der Pelletierung von Feuchtegehalten in der Mischung unter 8% ausgegangen, so ergeben sich aufgrund der großen Feinheit der Stäube mit einer spezifischen Oberfläche nach Blaine von 5000 bis 12 000cm'/g sehr dichte Grünpellets, die zur Vermeidung von Trockenrissen und Zerplatzungen sehr vor. chtig getrocknet werden müssen. Es sind dabei Trocknungszeiten von 20 bis 40 Minuten erforderlich. Ein weiteres wesentliches Merkmal besteht darin, daß die Aufenthaltszeit der Mischung weniger als 6 Minuten auf dem Pelletierteller betragen muß. Bei längerer Aufenthaltszeit tritt eine Überfeuchtung der Pellets ein, wobei die Pellets übcrplastisch bis zur Schlammbildung werden. Schließlich muß der Feuchtegehalt der Grünpellets 17 bis 30%. vorzugsweise 20 bis 25% betragen. Dies hat den Vorteil, daß diese Grünpellcts weder getrocknet noch vorgehend zu werden brauchen, sondern zusammen mit dem Reduktionsmittel direkt dem Drehrohrofen f> zugeführt werden können. Als feste Reduktionsbrenn- s stoffe werden Anthrazit, Koksgrus, Schwelkoks und/ oder hochflüchtige Kohlen, z. B. Braunkohlen, einge- ^; setzt.

Nuch einer bevorzugten Ausfuhrungsform werden die Grünpellets in einen Drehrohrofen eingesetzt, der im An.-.chluß an eine Trocknungs- und Vorwiinnzone auf eine Temperatur von 900"C bis I l00°C aufgeheizt

wird. Das Tomperaturprofil im Drehrohrofen wird durch über die Ofenlünge verteilte Luftdüsen so eingestellt, dall es über zwei Drittel der Ofenlänge eine Temperatur von 90(PC bis 1100⁰C aufweist. In diesem Falle dient das erste Ofendrittel zur Trocknung und Vor- ί wärmung des Einsatzes aus Grünpellets und festen ReduktionsbrennstofTen.

Eine Verfahrensweise mit den genannten Arbeitstem-. peraturen ist für die Reduktion der Eisen-, Zink- und Bleioxide erforderlich. Zink und Blei verlassen die in 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. is

Die Alkalien können nur in Form der Hydroxide verflüchtigt werden. DieJCaliumhydrqxidverflüchtigung setzt bei ca. 700⁰C ein, während die Natriumhydroxidverflüchtigung er« öei ca. 900°C beginnt.

Die reduzierten, metallisierten Pellets werden aus dem 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. 2$

Das der Erfindung zugrundeliegende Verfahren wird im nachfolgenden an Hand eines Beispiels beschrieben.

Eine Mischung aus 60% vorgetrocknetem LD-Schlamm und 40% vorgetrocknetem Hochofenschlamm wird homogenisiert Diese Mischung weist einen jo Feuchtegehalt von 12% auf. Dir wichtigsten Bestandteile der Mischung sind:

Dieses Metalloxid kann entweder in einer Wu!«inluge oder durch naßchemische Verfahren weiter angereichert werden.

Pb-1.61%:Na₂O-03%:
K₂O = 0.35% und C - 5.8%.

J5

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

Die Grünpcllcts werden kontinuierlich mit Koksgrus einer Körnung bis 3 mm als Reduktionsbrcnnstoff 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 f 100⁰C zur weitgehenden Verflüchtigung der Alkalien.

Bei einer spezifischen Durchsatzleistung von 0.64 t Grünpellets/m^J Ofenraum und Tag beträgt der Metallisierungsgrad im Mittel 93%. Die Zink- und Bleiverflüchtigung liegt bei 99%. Es werden im Mittel Zinkgehaitc von 0.055% und Bleigehalte von 0.008% in den metallisierten Pellets erreicht. Die Verflüchtigung von Alkalien, bezogen auf das eingesetzte Material, betragt bei Natriurnoxidca.80% und Kaliumoxidbjs_zu95%.

Der Anteil an Feineisenschwamm <4 mm beträgt nur 20%. Im Schlauchfilter wird ein Oxid mit nachfolgender Analyse abgeschieden:

Zn-35%,Pb=l5%;
Fe_g«,.-l5%;Cg«-l0%;

4¹S

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verarbeitung von Stäuben und Schlämmen aus Entstaubungsanlagen der Eisenhüttenindustrie, die vor der Weiterverarbeitung pelletiert und als Grünpellets unter Zugabe von festen Reduktionsmitteln in einen Drehrohrofen eingesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoff enthaltenden Stäube und/oder Schlämme homogenisiert und mit einem Feuchtegehalt von 10% bis 16% weniger als 6 Minuten unter solcher Wasserzugabe, daß der Feuchtegehalt der Grünpellets 17% bis 30% beträgt, pelletiert werden, und das Einsatzgut aus Grünpellets und Reduktionsmitteln in dem im Gegenstrom beheizten und mit über die Ofenlänge verteilten Luftdüsen versehenen Drehrohrofen im Anschluß an die Vorwärmzone über eine Länge von zwei Dritteln der Ofenlänge auf eine Temperatur von 900⁰C bis 1 !00⁰C aufgeheizt M wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserzugabe in solchen Mengen erfolgt, daß der Feuchtgehalt der Grünpellets 20 bis 25% beträgt