DE2531457A1

DE2531457A1 - Verfahren zum aufbereiten von bei der erzeugung von rostfreiem stahl anfallenden abfallstoffen

Info

Publication number: DE2531457A1
Application number: DE19752531457
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Fukuoka; Kimiaki Imai; Tsuneyuki Inoue; Teruhiko Kameyama; Tatsuo Misawa; Kenji Nicho; Yuji Takahashi
Original assignee: Japan Metals and Chemical Co Ltd; Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Japan Metals and Chemical Co Ltd; Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1974-09-04
Filing date: 1975-07-14
Publication date: 1976-03-25
Also published as: DE2531457B2; JPS5760410B2; JPS5128515A; DE2531457C3; FR2288789B1; FR2288789A1; US4004918A; GB1459968A

Description

Verfahren zum Aufbereiten von bei der Erzeugung von rostfreiem Stahl anfallenden Abfallstoffen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten von Abfallstoffen, wie Staub, Zunder, Schlamm u_odgl., wie sie bei der Erzeugung von rostfreiem Stahl anfallen«

Abfallstoffe, wie Staub, Zunder und Schlamm, die grosse Mengen an Oxiden brauchbarer Metalle, wie Nickel, Chrom, Eisen u.dgl., enthalten, fallen während der Erzeugung von rostfreiem Stahl und beim Walzen an, wobei die Menge der Abfallstoffe bis zu 6 bis 7 i» der Ausbeute an Rohstahl erreicht.

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BERLIN: TELEFON (03O) 8312O88 KABEL: PROPINDUS · TELEX O1 84O67

MÜNCHEN: TELEFON (O8S) 225080 KABEL: PROPINDUS · TELEX O5 34244-

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Ein Teil dieser Abfallstoffe wurde bisher mehr oder weniger durch Aufbereitung nutzbar gemacht. Der Abfallstoff liegt jedoch als fein verteiltes Pulver oder als trüber Schlamm vor, der eine erhebliche Menge Wasser enthalte Als Folge davon wurden fast alle diese Abfallstoffe verworfen und in ihrem vorliegenden Zustand belassen, nachdem sie auf einfache Weise behandelt worden waren.

Diese konventionelle Behandlungsmethode für solche Abfallstoffe wird nachstehend im einzelnen erläutert. Im allgemeinen werden im Falle der Erzeugung von rostfreien Stahlblechen zunächst die Rohstoffe in der Stahlerzeugungsstufe geschmolzen, entkohlt und gefrischt, um einen Block oder eine Platte zu erhalten, die dann zu einem warmen Walzgut warmgewalzt wird_a Das so erhaltene warme Walzgut wird dann zu einem kalten Walzgut kaltgewalzt. Während der Stahlerzeugungsstufe, vor allem während des Schmelzens der Rohstoffe und beim Entkohlen, fällt eine grosse Staubmenge an„ Der anfallende Staub kann im Trocken- oder Nassverfahren gesammelt werden, jedoch wird üblicherweise die Trockenmethode angewendete Es wird also vorwiegend ein trockener Staub erhalten»

Beim Warmwalzen wird Zunder erzeugt und abgeschilfert, der dann als Abfallstoff gesammelt wird. Dieser Zunder wird mit Wasser unter Hochdruck benetzt, so dass er angefeuchtet wirde Das Wasser kann jedoch leicht von dem Zunder getrennt werden,, Wenn der Zunder in der vorliegenden Form belassen wird, liegt die in ihm enthaltene Wassermenge unter 10 Gew,-%, Folglich kann dieser Zunder genauso wie ein trockener behandelt werden. Im folgenden bezeichnet der Ausdruck "Zunder" einen solchen, der genauso behandelt werden kann wie trockener Zunder, aus dem das Wasser abgetrennt worden ist₀

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Das durch das Warmwalzen erhaltene warme Walzgut wird kaltgewalzt, damit es dünner wird. Um den beim Kaltwalzen anfallenden Zunder zu entfernen, wird während dieses Vorgangs abgebeizt. Der durch das Abbeizen entfernte Zunder wird gewöhnlich als Abbeizschlamm bezeichnet, der ein trüber Schlick mit einer Aufschlämmungskonzentration von etwa 1 Gew«-^ ist.

Wie vorstehend erläutert, fallen bei der Erzeugung von rostfreiem Stahl drei Arten von Abfallstoffen an, die im wesentlichen aus

1) trockenem Staub,

2) Warmwalzzunder mit etwa 10 Gew. -°/> Wasser und

3) aufschlämmungsartigen Abbeizschlamm mit etwa 99 Ge\f₀-°/o Wasser

bestehen«.

Diese Abfallstoffe sind feinverteilte Pulver oder aufgeschlämmte Flüssigkeiten, so dass sie schwierig handzuhaben sind und ihre wirksame Nutzbarmachung schwierig ist₀ Deshalb war es übliche Praxis, die Abfallstoffe zu verwerfen, ohne sie vorteilhaft auszunutzen, obwohl sie eine grosse Menge an nützlichen Metallen, wie Nickel, Chrom, Eisen u_odgl₀, enthalten. Ausserdem enthalten die Abfallstoffe eine winzige Menge an sechswertigem Chrom, so dass es wünschenswert erscheint, den Abfallstoff sowohl in eine unschädliche Form zu bringen als auch eine wirksame Nutzbarmachung für ihn zu finden.

In Fig. 1 ist ein Fließschema dargestellt, das das konventionelle Verfahren zum Aufbereiten von bei der Erzeugung von rostfreiem Stahl anfallenden Abfallstoffen erläutert. Ein Gemisch k aus Staub, der während der Stahlerzeugungsstufe 1 anfällt, bei der ein elektrischer Ofen 1A, ein Konverter 1B

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und eine kontinuierliche Giessvorrichtung 1C benutzt werden, und Zunder, der bei der Warmwalzstufe 2 anfällt, wird in einer Pelletisiermaschine a in Pellets mit einem Korndurchmesser von etwa 10 mm umgewandelt« Die Pellets b werden in den Kreislauf zurückgeführt und in dem elektrischen Ofen 1A wiederverwendet.

Wenn die in den elektrischen Ofen IA zurückgebrachten Eellets durch elektrischen Strom wiederum geschmolzen werden, werden nahezu alle Pellets wieder in das ursprüngliche feinverteilte Pulver zurückverwandelt, welches dann zerstäubt und von einem (nicht dargestellten) Staubsammler angezogen wird. Dies bedeutet, dass sich keine nennenswerte Nutzbarmachung der Pellets ergibt.

Der bei der Abbeizbehandlung in der Kaltwalzstufe 3 erzeugte Abbeizschlamm 5 ist eine aufschlämmungsartige Flüssigkeit, deren Aufschlämmungskonzentration etwa 1 Gew.-% beträgt_o Diese aufschlämmungsartige Flüssigkeit wird in einen Eindicker 6 übergeführt, in dem von einem Fällmittel Gebrauch gemacht wird, um die Aufschlämmungskonzentration auf etwa 5 bis 10 GeWe-% zu erhöhen. Ausserdem wird die eingeengte aufschlämmungsartige Flüssigkeit einem Bandfilter oder einer Filterpresse 7 zugeführt, wo sie in einen Schlammkuchen c mit 50 bis 70 Gew_e-% Wasser umgewandelt wird. Trotz dieser Entwäsaarungsbehandlung enthält der Schlammkuchen c immer noch eine grosse Menge Wasser, so dass es unmöglich ist, diesen Schlammkuchen unmittelbar wiederzuverwenden₀ Die Folge davon ist, dass nahezu die gesamte Schlammkuchenmenge auf Halde geht und so belassen wird_s wie sie ist₀

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Wie vorstehend festgestellt, enthalten die bei der Erzeugung von rostfreiem Stahl anfallenden Abfallstoffe, nämlich das Gemisch aus Staub und Zunder und der Schlamm, eine grosse Menge an brauchbaren Metallen_o Die Abfallstoffe liegen jedoch als feinverteiles Pulver oder als trübe, Schlammartige Flüssigkeit vor, so dass sie fast ausschliesslich in dem vorliegenden Zustand belassen werden. Unter diesen Umständen war es bisher wünschenswert, sowohl das Problem der wirkungsvollen Ausnutzung der Abfallstoffe zu lösen, um Rohstoffe einzusparen, als auch die sekundäre Umweltverschmutzung infolge der Bildung von sechswertigen Chromionen zu verhindern.

Aufgabe der Erfindung ist deshalb die Schaffung eines Verfahrens zum Aufbereiten von bei der Erzeugung von rostfreiem Stahl anfallenden Abfallstoffen, mit dem die in den Abfallstoffen enthaltenen nützlichen Metalle auf wirkungsvolle Weise extrahiert und als Rohstoffe bei der Stahlerzeugung wiederverwendet werden können_o

Gegenstand der Erfindung ist deshalb ein Verfahren zur Aufbereitung von bei der Erzeugung von rostfreiem Stahl anfallenden Abfallstoffen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Schlammkuchen mit 2 bis I5 Gew,-% Wasser, der durch Trocknen eines Schlammkuchens mit 30 bis 70 Gew.-% Wasser erhalten worden ist, der wiederum durch Entwässern eines bei der Abbeizbehandlung während der Erzeugung von rostfreiem Stahl anfallenden aufschlämmungsartigen Abbeizschlamms erhalten worden ist, verknetet wird mit einem trockenen Gemisch aus Staub, der bei der Stahlerzeugungsstufe anfällt, und Zunder, der während der Warmwalzstufe anfällt, in einem Kneter, dass die geknetete Masse mit 1 bis 5 Gew.-56 eines organischen Bindemittels und gegebenenfalls mit weniger als

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5 Gev„-$ eines anorganischen Bindemittels, bezogen auf Feststoffanteile, versetzt wird, dass ausserdem die verknetete Masse mit Wasser auf einen Wassergehalt von 8 bis 20 Gew.-^o eingestellt wird, dass die verknetete Masse in einer Brikettiermaschine zu Briketts verformt wird und dass die Briketts bei einer niedrigen Temperatur erhitzt und die Metallkomponenten als Rohstoff bei der Stahlerzeugung wiederverwendet werden.

Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Fließschema, das das konventionelle Verfahren zum Aufbereiten von bei der Erzeugung von rostfreiem Stahl anfallenden Abfallstoffen erläutert;

Fig« 2 ein Fließschema, das das erfindungsgemässe Verfahren zum Aufbereiten von bei der Erzeugung von rostfreiem Stahl anfallenden Abfallstoffen erläutert₀

In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 1 die Stahlerzeugungsstufe, bei der ein elektrischer Ofen 1A, ein Konverter 1B und eine kontinuierliche Giessvorrichtung 1C verwendet werden. 2 bezeichnet die Vamrwalzstuf e und 3 die Kaltwalzstufe_o 4 bezeichnet ein Gemisch aus Staub, der während der Stahlerzeugungsstufe 1 anfällt, und aus Zunder, der während der Warmwalzstufe 2 anfällt, während 5 den Abbeizschlamm bezeichnet, der während der Abbeizbehandlung bei der Kaltwalzstufe 3 erzeugt wird. Mit 6 ist ein Eindicker zum Einengen des Abbeizschlamms 5 bezeichnet, 7 ist die Filterpresse zum Entwässern des in dem Eindicker 6 eingeengten AbbeizSchlamms 5. 8 ist ein Trockner zum Trocknen des Schlammkuchens, der durch Ent-

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wässern des Abbeizschlamms 5 in der Filterpresse 7 erhalten worden ist, und 9 ist ein lineter zum Verkneten des in dem Trockner 8 getrockneten Schlammkuchens mit dem Gemisch h aus dem Staub der Stahlerzeugungsstufe 1 und dem Zunder der Warmwalzstufe 2_O

Das Bezugszeichen 10 bezeichnet ein organisches Bindemittel und 11 ein anorganisches Bindemittel, die beide in den Kneter 9 gegeben werden, wenn der Schlammkuchen aus dem Trockner 8 mit dem Gemisch 4 aus Staub und Zunder verknetet wird ο

Das Bezugszeichen 12 bezeichnet die Brikettiermaschine zum Umwandeln der verkneteten Masse in Briketts oder Pellets (im folgenden werden Briketts und Pellets der Einfachheit halber als "Briketts" bezeichnet). 13 ist ein Bandtrockner zum Erhitzen der die Brikettiermaschine verlassenden Briketts auf eine niedrige Temperatur, um sie zu entwässern und ihre mechanische Festigkeit zu erhöhen, und 14 ist ein elektrischer Ofen, in welchen die Briketts nach der Behandlung auf dem Bandtrockner eingegeben werden. Der elektrische Ofen 14 ist von der Art, wie sie üblicherweise zur Erzeugung von Ferrolegierungen verwendet werden«

Das Bezugszeichen 15 bezeichnet ein kohlenstoffhaltiges Reduktionsmittel, das zum Abtrennen der Metalle 17 aus den Briketts in den elektrischen Ofen lh eingegeben wird«, 16 ist ein Flussmittel, das gegebenenfalls zu demselben Zweck wie das Reduktionsmittel I5 in den elektrischen Ofen eingegeben wird. 18 ist die in dem elektrischen Ofen 14 erzeugte und von dem Metall 17 abgetrennte Schlacke und 19 ist der Schotter, der durch Mahlen der Schlacke 18 zu Teilchen verschiedener Korngrösse erhalten worden ist.

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Das Verfahren zum Aufbereiten von Abfallstoffen, das die vorstehend erläuterten erfindungsgemässen Stufen umfasst, wird nachstehend im einzelnen erläutert.

Rohstoffe mit vorgegebener Zusammensetzung werden in den elektrischen Ofen 1A der Stahlerzeugungsstufe 1 eingegeben und in diesem geschmolzen und danach in dem Konverter 1B entkohlt und gefrischt₀ Das gefrischte Material wird in der kontinuierlichen Giessvorrichtung IC zu Blöcken verformt .

Bei der Stahlerzeugungestufe entsteht Staub in einer Menge von etwa 3 ^j bezogen auf die Menge des erzeugten Rohstahls ₀ In diesem Fall wird üblicherweise zum Sammeln des Staubes in trockener Form ein Filterbeutel verwendet.

Die die kontinuierliche Giessvorrichtung IC verlassenden Blöcke werden in der Warmwalzstufe 2 zu einem warmen Walzgut gewalzt. Der auf der Oberfläche der Blöcke während der Warmwalzstufe 2 gebildete Zunder wird durch Hochdruckwasser entfernt,, Bei dieser Warmwalzstufe 2 beträgt die Menge des gebildeten Zunders etwa 0,3 % der Ausbeute an Blöcken,, Das in dem Zunder enthaltene Wasser kann leicht aus diesem abgetrennt werden, und wenn der Zunder deshalb so belassen wird, wie er ist, wird sein Wassergehalt auf weniger als 10 Gew»-$ herabgesetzt. Folglich kann der Zunder, genauso wie der während der Stahlerzeugungsstufe gebildete Staub, als ein trockener Stoff behandelt werden» Der Zunder wird mit dem Staub zu dem Gemisch 4 vermischt, welches dann in den Kneter 9 eingegeben wird.

Das wärme Walzgut aus der Warmwalzstufe 2 wird der Kaltwalzstufe 3 zugeführt, in welcher es kaltgewalzt wird» Während dieser Kaltwalzstufe 3 werden eine Glühbehandlung, eine Abbeizbehandlung u_odgl_e vorgenommen.

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Bei dieser Abbeizbehandlung wird der aufschlämmungsartige Abbeizschlanun 5 gebildet, der dann dem Eindicker 6 zugeführt wird. Die Aufschlämmungskonzentration des Abbeizschlamms 5 beträgt etwa 1 Gewichtsprozente Der Schlamm 5 wird in dem Eindicker 6 eingeengt, indem gegebenenfalls ein Fällmittel zum Erhöhen der Aufschlämmungskonzentration von etwa 1 Gew_o-% auf 5 bis 10 Gew_e-?o zugesetzt wird_e Der derart eingeengte Schlamm wird in die Filterpresse 7 gegeben, wo der eingeengte Schlamm zu einem Schlammkuchen mit 30 bis 70 Gew.-$ Wasser entwässert wird. Der so erhaltene Schlammkuchen wird in den Trockner 8 übergeführt, in dem der Schlammkuchen mit Hilfe eines Mineralölbrennstoffes bei niedriger Temperatur getrocknet wird, bis der Wassergehalt 2 bis 15 Gew.-% erreichte

Der Wassergehalt des Abbeizschlamms ist aus den folgenden Gründen auf 30 bis 70 Gew.-°/> beschränkt: Es ist notwendig, den Wassergehalt des AbbeizSchlamms so niedrig wie möglich zu halten, um den Brennstoffverbrauch in der nachfolgenden Trockenstufe möglichst wirtschaftlich zu gestalten. Allerdings ist es schwierig, wegen der Grosse und der Form der festen Rohmaterialteilchen den Wassergehalt des Schlamms durch mechanische Mittel auf weniger als 30 Gew.-$ herabzusetzen. Wenn dagegen der Wassergehalt 70 Gew,~$ überschreitet,

zu

wird in der nachfolgenden Trockenstufe eine grosse Brennstoffmenge verbraucht, was aus Wirtschaftlichkeitsgründen nicht zu vertreten ist.

Weiterhin ist der Wassergehalt des den Trockner verlassenden Schlammkuchens aus den folgenden Gründen auf 2 bis 15 Gew.-% beschränkt: Um den Wassergehalt des Schlammkuchens auf weniger als 2 Gew«,-^ zu bringen, müsste die Kapazität des Trockners vergrössert und die Menge an erforderlichem Brennstoff erhöht werden, so dass die Betriebskosten unan-

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geinessen einsteigen würden, und das gebildete trockene Pulver würde leicht verstäuben.

Wenn dagegen der Wassergehalt des Schlammkuchens I5 überschreitet, würde ein derart grosser Wassergehalt die nachfolgende Brikettierung erschweren.

Der 2 bis I5 Gew„~5» Wasser enthaltende und den Trockner 8 verlassende Schlammkuchen wird gleichzeitig mit dem vorstehend genannten Gemisch 4 aus Staub und Zunder in den Kneter 9 übergeführt. In diesen werden auch das organische Bindemittel 10 und gegebenenfalls ein anorganisches Bindemittel 11 eingegeben, die zur Ausbildung von Briketts aus der gekneteten Masse erforderlich sind.

Das organische Bindemittel 10 wird in den Kneter 9 eingegeben, damit die mechanische Festigkeit der Briketts erhöht wird. Beispiele für organische Bindemittels sind Papierbreiabwasser, Melasse, Teeremulsion, Carboxymethylcellulose (CMC) u.dgl.

Das anorganische Bindemittel 11 wird in den Kneter 9 eingegeben, um die mechanische Festigkeit der Briketts bei hohen Temperaturen zu erhöhen, wenn diese zum Raffinieren von Ferrolegierungen verwendet werden,, Beispiele für anorganische Bindemittel sind Bentonit, Poziaolan u.dgl.

Die Menge an in den Kneter 9 eingegebenen organischen Binde mittel 10 kann 1 bis 5 Gew.-$, bezogen auf die Menge an wasserfreien Feststoffen in der gekneteten Masse, betragen. Die Menge an eventuell in den Kneter 9 eingegebenen anorganischen Bindemittel kann unter 5 Gew_o-$ liegen, bezogen auf die Menge an wasserfreien Feststoffen in der gekneteten Masse.

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Das organische Bindemittel 10 bewirkt die ausreichende Bindung der Briketts«, Die Menge an organischem Bindemittel 10 ist aus den folgenden Gründen auf 1 bis 5 Gew.-% beschränkt: Wenn die Menge an organischem Bindemittel unter 1 Gevo-% liegt, sind die Briketts nicht fest genug verbundene Wenn dagegen die Menge an organischem Bindemittel 5 Gew_o-5& überschreitet, wird zwar die mechanische Festigkeit der Briketts etwas grosser, jedoch steigen auch die Betriebskosten«) Ausserdem werden dann Verunreinigungen eingeschleppte

Das anorganische Bindemittel 11 dient zum Erhöhen der mechanischen Festigkeit der Briketts«, Die Menge an anorganischem Bindemittel ist aus den folgenden Gründen auf weniger als 5 Gew,-% beschränkt: Wenn die Menge an anorganischem Bindemittel 5 Gew,-% überschreitet, wird die mechanische Festigkeit nicht mehr nennenswert erhöht, aber die Betriebskosten steigen an und Verunreinigungen werden eingeschleppt.

Es ist notwendig, dass in dem Kneter 9 das organische Bindemittel 10 und gegebenenfalls das anorganische Bindemittel innig mit der gekneteten Masse verknetet werden, wobei der Wassergehalt der verkneteten Masse auf 8 bis 20 Gew.-^ einzustellen ist, damit in der nächsten Stufe die Briketts ausgeformt werden können»

Wenn der Wassergehalt der verkneteten Masse auf 8 bis 20 Gew.-$ eingestellt wird, ist ein optimales Verkneten möglich, und die Masse erhält solche Kucheneigenschaften und Härte, dass sie sich leicht zu Briketts verformen lässt»

Der Wassergehalt der verkneteten Masse ist aus den folgenden Gründen auf 8 bis 20 Gew.-°fo einzustellen: Wenn der

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Wassergehalt der verkneteten Masse unter 8 Gew.-$ liegt, werden die erhaltenen Briketts leicht brüchig,, Wenn dagegen der Vassergehalt der verkneteten Masse 20 Gew.-% überschreitet ρ ist die Oberfläche der verkneteten Masse mit Wasser verschmiert, so dass es Schwierigkeiten bereitet, die verknetete Masse aus der Brikettform herauszulösen.

Die verknetete Masse„ die in dem Kneter 9 hinreichend verknetet worden ist und aus dem Gemisch aus Staub, Zunder, Schlamm, organischem Bindemittel und gegebenenfalls zugesetztem anorganischem Bindemittel besteht, wird einer Brikettiermaschine 12 zugeführt, in der sie unter einem Druck von 1000 bis 4000 kg/cm zu Briketts verformt wird. Die die Brikettienaaschine 12 verlassenden Briketts enthalten 8 bis 20 Gew.-$£ Wasser und haben eine geringe Quetschfestigkeit, so dass sie auf dem Bandtrockner 13 auf eine niedrige Temperatur erhitzt werden, damit der Wassergehalt herabgesetzt und die Quetechfestigkeit erhöht wird. Der Wassergehalt der Briketts erreicht durch das niedertemperaturige Erhitzen auf dem Bandtrockner 13 weniger als 5 Gev_o-^> und die Quetechfestigkeit liegt dann in der Grössenordnung von 50 kg/Einheit.

Diese Briketts können als Rohstoff bei der Herstellung von Ferrolegierungen verwendet werden₀

Ausserdem werden die den Bandtrockner 13 verlassenden Briketts zusammen mit einem kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittel und gegebenenfalls einem Flussmittel 16 einem elektrischen Ofen 14 zugeführt, in dem die in den Briketts enthaltenen Metalloxide zu den jeweiligen Metallen 17» wie Chrom, Nickel, Eisen u.dgl., reduziert werden.

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Beispiele für kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel 15 sind Holzkohle, Koks u.dgl«,

Beispiele für das Flussmittel 16 sind Quarz, Ätzkalk u_odgl.

In dem elektrischen Ofen Ik wird die Reduktion in derselben Weise bewirkt wie bei dem konventionellen Verfahren zur Herstellung von Ferrolegierungen»

In dem elektrischen Ofen lh werden die Metalle 17 von der Schlacke 18 getrennt und aus dem Ofen abgezapfte

Das in dem elektrischen Ofen 14 durch Reduktion gewonnene Metall 17 ist eine Nickel-Chrom-Ferrolegierung mit einem Kohlenstoffgehalt in der Grössenordnung von 3 Gew_o-$, so dass dieses Metall 17 als ein nützlicher Rohstoff bei der Stahlerzeugung wiederverwendet werden kann»

In der Schlacke 18 war kein sechswertiges Chrom nachzuweisen und sie hat eine grosse Härte und mechanische Festigkeit, so dass sie zu Teilchen verschiedener Korngrösse vermählen und als Schotter 19 verwendet werden kann.

Wie vorstehend erläutert, kann bei dem Verfahren zum Aufbereiten von Abfallstoffen gemäss der Erfindung ein Abfallstoff behandelt werden, der als fein verteiltes Pulver oder als trüber Schlamm vorliegt und deshalb extrem schwierig so zu behandeln ist, dass die in dem Abfallstoff enthaltenen nützlichen Metalle extrahiert werden, damit diese Metalle als brauchbare Rohstoffe bei der Stahlerzeugung wiederverwendet werden können» Die Erfindung zeigt deshalb einen wirtschaftlichen Weg auf, die Kosten bei der Erzeugung von rostfreiem Stahl durch ein Verfahren zu senken, das einfach

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durchzuführen ist und vollständig automatisch ablaufen kann. Ausserdem wird durch das erfindungsgemässe Verfahren die Umweltverschmutzung unterbunden, die durch in dem Abfallstoff enthaltene sechswertige Chromionen verursacht wird, indem die von dem Metall abgetrennte Schlacke unschädlich gemacht wird und folglich als Schotter verwendet werden kann, Somit ist das erfindungsgemässe Verfahren bemerkenswert rohstoffsparsam und umweltfreundlich, so dass es eine erhebliche Bereicherung für die einschlägige Technik bedeutet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Durchführungsbeispiels näher erläutert.

Beispiel

Es wurde von einem Abfallstoff ausgegangen, der aus einem Gemisch aus Staub ₉ gebildet bei der Stahlerzeugungsstufe, und Zunder, gebildet bei der Warmwalzstufe einerseits, und dem Abbeizschlamm andererseits bestand, um die Metalle daraus auf die erfindungsgemässe Weise zu extrahieren.

In der folgenden Tabelle 1 sind der Wassergehalt und die chemische Zusammensetzung des Gemisches aus Staub und Zunder sowie der Wassergehalt und die chemische Zusammensetzung des durch Entwässern des Abbeizschlamms mit Hilfe des Eindickers und der Filterpresse erhaltenen Schlammkuchens angegeben.

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Tabelle 1

	Wasser gehalt (Gew.-^)	Chemische Zusammensetzung* (^CJ>)	Gesamt- Cr	Gesamt- Ni	Gesamt- Fe	CaO	SiO₂	MgO	Al₂O₃	Rest
Gemisch aus Staub und Zunder	3,2	8,85	1 ,61	37,0	9,28	6,03	9,0	1 ,18	11,09
Schlamm· kuchen	' 5^,6	9,66	1,49	37,6	10,0	3,32	0,29	2,35	19,63

♦Chemische Zusammensetzung in Gew.-^, bezogen auf das Trockengewicht mit Ausnahme des Wassergehalts_o

Gesamt-Cr, Geeamt-Ni und Gesamt-Fe sind die Gesamtmengen an Cr, Ni und Fe, die in den jeweiligen Oxiden enthalten sind.

Der Rest in der Summe der chemischen Zusammensetzung ergibt sich durch die Sauerstoffmenge, die in den Oxiden enthalten ist.

Der Schlammkuchen mit dem in der vorstehenden Tabelle 1 angegebenen Wassergehalt und chemischen Zusammensetzung wurde in einem Drehrohrofen mit den in der folgenden Tabelle 2 angegebenen Abmessungen bei einer Atmosphäre getrocknet, deren Temperatur im Zentrum 35O C betrug, um zu einem Schlammkuchen mit einem Wassergehalt von 3,5 Gew„-# zu gelangen.

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Tabelle 2

Innerer Durchmesser des Drehrohr ofens (mm)	600
Äusserer Durchmesser des Drehrohr- ofens (mm)	800
Länge des Drehrohrofens (mm)	4600
Anzahl der Umdrehungen des Dreh rohrofens (UpM)	3,4

Das Gemisch aus Staub und Zunder mit dem Wassergehalt und der chemischen Zusammensetzung, wie sie in Tabelle 1 angegeben sind, und der Schlammkuchen mit dem Wassergehalt von 3,5 Gew. wurden in einen Kneter übergeführt und in diesem verknetet, wobei ein Papierbreiabwasser als organisches Bindemittel, Bentonit als anorganisches Bindemittel und ausserdem Wasser zugesetzt wurde, um eine verknetete Masse zu erhalten» Die so erhaltene verknetete Masse wurde in einer Brikettiermaschine zu Briketts verformt. Das Verkneten und das Brikettieren erfolgten unter den in der folgenden Tabelle 3 angegebenen Bedingungen«

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Tabelle 3

	eingesetztem Rohmaterial* fk£r)	Bentonit (kg)	Versuch	,5	Versuch
	zugesetztem	Papierbrei-	Nr. 1		Nr. 2
Menge an	zugesetztem		1,150	,8	1 ,100
Menge an	(kg)	Wasser (kg)	32		33,0
Menge an	zugesetztem
abwasser	Pressdruck (kg/cm )	34	33,9
Menge an	126	118
	3,ooo	3,000

* Der Anteil des eingesetzten Rohmaterials bestimmt den Anteil des Rohmaterials, das kein Wasser enthält.

Die so ausgeformten Briketts wurden auf einem Bandtrockner unter Bedingungen getrocknet, wie sie in der folgenden Tabelle 4 angegeben sind. Die erhaltenen trockenen Briketts hatten die ebenfalls in Tabelle 4 angegebene Quetschfestigkeit.

Tabelle 4

	Versuch Nr₀ 1	Versuch Nr₀ 2
Schichtdicke der Briketts während der Trocknung (mm)	80	100
Temperatur der Atmosphäre ( C)	330	350
Trοcknungszeit (min)	60	6o
Oberflächentemperatur der Briketts nach dem Trocknen (°C)	85	80
Quetschfestigkeit der Briketts nach dem Trocknen und natürlicher Abküh lung (kg/Einheit)	T 55	>50

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Die getrockneten Briketts der Versuche Nr. 1 und 2 wurden miteinander vermischte Das so erhaltene Gemisch wurde zusammen mit Quarz als Flussmittel und Koksgrus als kohlenstoffhaltigem Reduktionsmittel in einen Jirod-Ofen mit den in der folgenden Tabelle 5 angegebenen Abmessungen eingegeben, in dem trocken und reduzierend gefrischt wurde unter Bedingungen, die in der folgenden Tabelle 6 angegeben sind₀ Die Ausbeuten an den erhaltenen Metallen sind ebenfalls in Tabelle 6 angegeben,,

Tabelle 5

Transformatorkapazität (EVA)	55
Innerer Durchmesser des Ofens (oberer Teil) (mm)	350
Innerer Durchmesser des Ofens (unterer Teil) (mm)	250
Innere Tiefe des Ofens (mm)	350
Sekundärspannung (v)	27,5
Sekundärstromstärke (a)	1820

Tabelle 6

Menge an eingesetzten Briketts (kg)	Menge an eingesetztem Quarz (kg)	Menge an eingesetztem Koksgrus (kg)	Elektrische Energie KWh/ (Me t al 1 · Tonne )	Metallausbeute	Ni	Cr
1 ,000	92	3^5	2,600	Fe	98,6	85,1
99,6

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Das erhaltene Metall und die erhaltene Schlacke hatten die in den Tabellen 7 bzw, 8 angegebenen Zusammensetzungen.

Tabelle 7

C (50	Si (*)	Mn	P (*)	S 00	Ni (50	Cr (56)	Fe und Re s t (°/0
4,12	3,62	1 ,06	0,067	0,063	2,97	14,85	73,25

Tabelle 8

PeO (50	^Cr2°3 00	CaO (*)	MgO (°/0	SiO₂ (^c/0	Al₂O₃ (50	Rest (50
2,31	3,95	32,11	9,84	34,01	6,02	11,76

Wie aus der vorstehenden Tabelle 6 hervorgeht, gewährleisten die erfindungsgemässen Massnahmen, dass brauchbare Metalle_s wie Fe, Ni und Cr in so hohen Ausbeuten, wie 99,6 °/o_t 98,6 ⁰J₀ bzw. 85,1 ^c/o_t zurückgewonnen werden können.

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Claims

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Ansprüche

ο Verfahren zum Aufbereiten von bei der Erzeugung von rostfreiem Stahl anfallenden Abfallstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass ein 2 bis 15 Gew.-% Wasser enthaltender und durch Trocknen eines Schlammkuchens mit einem Wassergehalt von 30 bis 70 Gew,-$, der durch Entwässern eines bei der Abbeizbehandlung in einer Kaltwalzstufe anfallenden aufschiämmungsartigen Abbeizs chi amins erhalten worden ist, erhaltener Schlammkuchen mit dem trockenen Gemisch aus bei der Stahlerzeugungsstufe anfallendem Staub und bei der Warmwalzstufe anfallendem Zunder in einem Kneter zu einer verkneteten Masse verarbeitet wird, dass 1 bis 5 Gew.-$ eines organischen Bindemittels und Wasser und gegebenenfalls weniger als 5 Gew_o-% eines anorganischen Bindemittels, bezogen auf die Feststoffbestandteile des Gemisches aus Staub, Zunder und Schlammkuchen, zu der verkneteten Masse zugesetzt werden, wobei der Wassergehalt der verkneteten Masse auf 8 bis 20 Gew,-% eingestellt wird_s dass die verknetete Masse in einer Brikettiermaschine zu Briketts verformt wird und dass die Briketts bei niedriger Temperatur erhitzt und als Rohstoff bei der Erzeugung von Ferrolegierungen wiederverwendet werden»
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Briketts zum trockenen und reduzierenden Frischen zum Extrahieren der Metallkomponenten aus den Briketts und zum Überführen der Metallkomponenten in ein als Rohstoff bei der Stahlerzeugung wiederverwendbare Form zusammen mit einem kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittel und gegebenenfalls einem Flussmittel in einen elektrischen Ofen eingebracht werden,

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Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Bindemittel Papierbrexabwasser, Melasse, Teeremulsion, Carboxymethylcellulose od₀dgl₀ ist_o

ko Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das anorganische Bindemittel Bentonit, Pozzolan od_odgl, ist.

5· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die verknetete Masse unter einem Druck von 1000 bis

4000 kg/cm zu Briketts verformt wird,,

6, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Briketts in der Weise auf eine niedrige Temperatur
erhitzt werden, dass sie einen Wassergehalt von weniger als 5 Gew.-96 und eine Quetschfestigkeit in der Grössenordnung von 50 kg/Einheit erreichen_a

7» Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel Holzkohle, Koks od.dgl. ist.

8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Flussmittel Quarz, Ätzkalk od.dgl„ ist.

9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das trockene und reduzierende Frischen in der Weise
durchgeführt wird, dass eine Nickel-Chrom-Ferrolegierung mit einem Kohlenstoffgehalt in der Grössenordnung von
3 Gew. ~ji erhalten wird.

6U9813/064A