DE2531457B2

DE2531457B2 - Verfahren zum Aufbereiten von bei der Erzeugung von rostfreiem Stahl anfallenden Abfallstoffen

Info

Publication number: DE2531457B2
Application number: DE2531457A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Tokuyama Yamaguchi Fukuoka; Kimiaki Ichikawa Chiba Imai; Tsuneyuki Gunma Inoue; Teruhiko Shinnanyo Kameyama; Tatsuo Funabashi Chiba Misawa; Kenji Nicho; Yuji Takahashi; Yamaguchi Tokuyama
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: 1978-03-23
Also published as: FR2288789A1; JPS5760410B2; JPS5128515A; DE2531457C3; GB1459968A; DE2531457A1; FR2288789B1; US4004918A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten von Abfallstoffen, wie Staub, Zunder, Schlamm u. dgl., 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 ■ι der Erzeugung von rostfreiem Stahl und beim Walzen an, wobei die Menge der Abfallstoffe bis zu 6 bis 7% der Ausbeute an Rohstahl erreicht.

Ein Teil dieser Abfallstoffe wurde bisher mehr oder

weniger durch Aufbereitung nutzbar gemacht. Der

11) Abfallstoff liegt jedoch als fein verteiltes Pulver oder als trüber Schlamm vor, der eine erhebliche Menge Wasser enthält. 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. 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 Trockenoder Naßverfahren gesammelt werden, jedoch wird üblicherweise die Trockenmethode angewendet. Es jo 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 wird. 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 ist.

Das dusch das Warmwalzen erhaltene Walzgut wird kaltgewalzt, damit es dünner wird. Um den beim Warmwalzen anfallenden Zunder zu entfernen, wird dieser vor dem Kaltwalzen 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 10Gew.-% Wasser und

3) aufschlämmungsartigen Abbeizschlamm mit etwa 99 Gew.-% Wasser

bestehen.

bo Diese Abfallstoffe sind feinverteilte Pulver oder aufgeschlämmte Flüssigkeiten, so daß sie schwierig handzuhaben sind und ihre wirksame Nutzbarmachung schwierig ist. Deshalb war es übliche Praxis, die Abfallstoffe zu verwerfen, ohne sie vorteilhaft auszunut-

b5 zen, obwohl sie eine große Menge an nützlichen Metallen, wie Nickel, Chrom, Eisen u.dgl. enthalten. Außerdem enthalten die Abfallstoffe eine winzige Menge an sechswertigem Chrom, so daß es wünschens-

wert erscheint, den Abfallstoff sowohl in eine unschädliche Form zu bringen als auch eine wirksame Nutzbarmachung für ihn zu finden.

In Fig. I ist ein Fließschema dargestellt, das das konventionelle Verfahren zum Aufbereiten von bei der Erzeugung von rostfreiem Stahl anfallenden Abfallstoffen erläutert Ein Gemisch 4 aus Staub, der während der Stahierzeugungsstufe 1 anfällt, bei der ein elektrischer Ofen 1/4, ein Konverter Iß und ein kontinuierliche Gießvorrichtung IC 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 \A wiederverwendet.

Wenn die in den elektrischen Ofen \A zurückgebrachten Pellets durch elektrischen Strom wiederum geschmolzein 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.-°/o beträgt. Diese aufschlämmungsartige Flüssigkeit wird in einen Eindicker 6 übergeführt, indem von einem Fällmittel Gebrauch gemacht wird, um die Aufschlämmungskonzentration auf etwa 5 bis 10 Gew.-% 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.-°/o Wasser umgewandelt wird. Trotz dieser Entwässerungsbehandlung enthält der Schlammkuchen c immer noch eine große Menge Wasser, so daß es unmöglich ist, diesen Schlammkuchen unmittelbar wiederzuverwenden. Die Folge davon ist, daß nahezu die gesamte Schlammkuchenmenge auf Halde geht und so belassen wird, wie sie ist.

Aus der DT-AS 20 44 669 ist darüber hinaus ein Verfahren zur Rückgewinnung der in den Naßentstaubungsanlagen von Hochöfen und LD-Konvertern anfallenden Schlämmen enthaltenen eisenhaltigen Feststoffe bekannt, bei dem man diese Schlämme absitzen läßt und dekantiert, die erhaltene Mischung auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 25 bis 40% filtriert und den Rückstand bei 700 bis 1000⁰C zu einem Granulat mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 5 bis 13% verarbeitet. Der Feuchtigkeitsgehalt des hierbei erhaltenen Produkts ist jedoch immer noch zu hoch, um eine mühelose und einwandfreie Lagerung und Weiterverarbeitung des Granulats zu gewährleisten, da das Granulat mit der Zeit völlig austrocknet und dabei wieder zu Pulver zerfällt.

Gemäß der DE-OS 20 02 654 wird eisenhaltiger Schlamm für den nachfolgenden Einsatz in Sinteranlagen mit etwa 15% feinkörnigem, gebranntem Kalk, eisenhaltigem Staub sowie feinkörnigem oder staubförmigem Kohlenstoff versetzt, um zu einem aufbereiteten Gut zu gelangen, das Restfeuchtigkeit aufweist, eine krümelige Struktur mit guter Gasdurchlässigkeit besitzt und feinkörnigen Kohlenstoff enthält. Dieses Produkt ist zwar als Komponente für eine Sintermischung geeignet, nicht jedoch dafür, brikettiert und bei der Erzeugung von Ferrolegierungen wiederverwendet zu werden.

Schließlich ist es aus der GB-PS 7 26 243 noch bekannt, schlammartige Stoffe der Pelletisierung zugänglich zu machen, indem man sie zur Herabsetzung ihres Wassergehaltes mit trockenen Feinteilchen

ι versetzt. Aber auch hierbei hat das erhaltene Produkt immer noch einen zu hohen Wassergehalt, um zu gut handhabbaren und lagerfähigen Briketts verarbeitet zu werden.

Wie vorstehend festgestellt, enthaiien die bei der

κι Erzeugung von rostfreiem Stahl anfallenden Abfallstoffe, nämlich das Gemisch aus Staub und Zunder und der Schlamm, eine große Menge an brauchbaren Materialien. Die Abfallstoffe liegen jedoch als feinverteiltes Pulver oder als trübe, schlammartige Flüssigkeit vor, so

ι ι 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.

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 15 Gew.-% Wasser, der durch Trocknen eines Schlammkuchens mit 30 bis 70 Gew.-% Wasser erhalten worden ist, der wiederum durch Entwässern eines bei der

r, Abbeizbehandlung während der Erzeugung von rostfreiem Stahl anfallenden aufschlämmungsartigen Abbeizschlamms erhalten worden ist, verknetet wird mit einem trockenen Gemisch aus Staub, der bei der Stahierzeugungsstufe anfällt, und Zunder, der während der Warmwalzstufe anfällt, in einem Kneter, daß die geknetete Masse mit 1 bis 5 Gew.-% eines organischen Bindemittels und gegebenenfalls mit weniger als 5 Gew.-% eines anorganischen Bindemittels, bezogen auf Feststoffanteile, versetzt wird, daß außerdem die verknetete Masse mit Wasser auf einen Wassergehalt von 8 bis 20 Gew.-% 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.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 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 erfindungsgemäßc Verfahren zum Aufbereiten von bei der Erzeugung von

bo rostfreiem Stahl anfallenden Abfallstoffen erläutert.

In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 1 die Stahlerzeugungsstufe, bei der ein elektrischer Ofen \A, ein Konverter Iß und eine kontinuierliche Gießvorrichtung IC verwendet werden. 2 bezeichnet die Warm-

b5 walzstufe und 3 die Kaltwalzstufe. 4 bezeichnet ein Gemisch aus Staub, der während der Stahlerzeugungsstufe 1 anfällt, und aus Zunder, der während der Warmwalzstufe 2 anfällt, während 5 den Abbeiz-

schlamm 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 Entwässern des Abbeizschlamms 5 in der Filterpresse 7 erhalten worden ist, und 9 ist ein Kneter zum Verkneten des in dem Trockner 8 getrockneten Schlammkuchens mit dem Gemisch 4 aus dem Staub der κι Stahlerzeugungsstufe 1 und dem Zunder der Warmwalzstufe 2.

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

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 2> 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. jo

Das Bezugszeichen 15 bezeichnet ein kohlenstoffhaltiges Reduktionsmittel, das zum Abtrennen der Metalle 17 aus den Briketts in den elektrischen Ofen 14 eingegeben wird. 16 ist ein Flußmittel, das gegebenenfalls zu demselben Zweck wie das Reduktionsmittel 15 j> 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.

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 14 der Stahlerzeugungsstufe 1 eingegeben und in diesem geschmolzen und danach in dem Konverter 1 ßentkohlt und gefrischt. Das gefrischte Material wird in der kontinuierlichen Gießvorrichtung ICzu Blöcken vergossen.

Bei der Stahlerzeugungsslufe entsteht Staub in einer Menge von etwa 3%, bezogen auf die Menge des erzeugten Rohstahls. 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 t>o gebildeten Zunders etwa 0,3% der Ausbeule 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 Gcw.-% herabgesetzt. h5 Folglich kann der Zunder, genauso wie der während der Sliihlcr/.cugung.sstufc 1 gebildete Staub, als ein trockener Stoff behandelt werden. Der Zunder wird mit dem Staub zu dem Gemisch 4 vermischt, welches dann in der Kneter 9 eingegeben wird.

Das warme Walzgut aus der Warmwalzstufe 2 wire der Kaltwalzstufe 3 zugeführt, in welcher es kaltgewalz wird. Vor dieser Kaltwalzstufe 3 wird eine Beizbehand lung und danach eine Glühbehandlung vorgenommen.

Bei dieser Abbeizbehandlung wird der aufschläm mungsartige Abbeizschlamm 5 gebildet, der dann derr Eindicker 6 zugeführt wird. Die Aufschlämmungskon zentration des Abbeizschlamms 5 beträgt etwa I Gewichtsprozent. Der Schlamm 5 wird in dem Eindicke 6 eingeengt, indem gegebenenfalls ein Fällmittel zuit Erhöhen der Aufschlämmungskonzentration von etwa Gew.-% auf 5 bis 10Gew.-% zugesetzt wird. Derdcrar eingeengte Schlamm wird in die Filterpresse 7 gegeben wo der eingeengte Schlamm zu einem Schlanimkuchcr mit 30 bis 70 Gew.-% Wasser entwässert wird. Der se erhaltene Schlammkuchen wird in den Trockner ί übergeführt, indem der Schlammkuchen mit Hilfe eine.' Mineralölbrennstoffes bei niedriger Temperatur gc trocknet wird, bis der Wassergehalt 2 bis 15 Gcw.-°/t erreicht.

Der Wassergehalt des Abbeizschlamms ist aus der folgenden Gründen auf 30bis70Gew.-% beschränkt: F.« ist notwendig, den Wassergehalt des Abbeizschlamni« so niedrig wie möglich zu hallen, um den Brennstoffverbrauch in der nachfolgenden Trockenstufe möglichst wirtschaftlich zu gestalten. Allerdings ist es schwierig wegen der Größe und der Form der festen Rohmaterialteilchen den Wassergehalt des Schlamms durch mechanische Mittel auf weniger als 30 Gew.-% herabzusetzen. Wenn dagegen der Wassergehalt 7C Gew.-% überschreitet, wird in der nachfolgenden Trockenstufe eine zu große Brennstoffmenge vcrbraucht, was aus Wirtschalftlichkeitsgründen nicht zu vertreten ist.

Weiterhin ist der Wassergehall des den Trockner verlassenden Schlammkuchens aus den folgender 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 unangenies sen ansteigen würden, und das gebildete trockene Pulver würde leicht verstäuben.

Wenn dagegen der Wassergehalt des Schlammkuchens 15 Gew.-% überschreitet, würde ein derart großer Wassergehall die nachfolgende Briketlierung erschweren.

Der 2 bis 15 Gew.-°/o 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 Bindemittel sind Papierbreiabwasser, Melasse, Tcercmulsion, Carboxymethylcellulose (CMC) u. dgl.

Das anorganische Bindemittel 11 wird in den Kneier9 eingegeben, um die mechanische Festigkeit der Briketts bei hohen Temperaturen zu erhöhen, wenn diese /.um Raffinieren von Ferrolegierungen verwendet werden Beispiele für anorganische Bindemittel sind Bcntonit Poz/.olan u. dgl.

Die Menge an in den Kneter 9 eingegebenen organischen Bindemittel 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 unorganischen Bindemittel kann unter 5 Gcw.-% liegen, bezogen auf die Menge an wasserfreien Feststoffen in der gekneteten Masse.

Das organische Bindemittel 10 bewirkt die ausreichende Bindung der Briketts. Die Menge an organischem Bindemittel 10 ist aus den folgenden Gründen auf I bis 5 Gcw.-% beschränkt: Wenn die Menge an organischem Bindemittel unter 1 Gcw.-% liegt, sind die Briketts nicht fest genug verbunden. Wenn dagegen die Menge an organischem Bindemittel 5 Gcw.-% überschreitet, wird /war die mechanische Festigkeit der Briketts etwas größer, jedoch steigen auch die Betriebskosten. Außerdem werden dann Verunreinigungen eingeschleppt.

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 Gcw.-% beschränkt: Wenn die Menge an anorganischem Bindemittel 5 Gew.-% überschreitet, wird die mechanische Festigkeil nicht mehr nennenswert erhöht, aber die Betriebskosten steigen an und Verunreinigungen werden eingeschleppt.

Fs ist notwendig, dall in dem Kneter 9 das organische Bindemittel 10 und gegebenenfalls das anorganische Bindemittel M innig mit der gekneteten Masse verknetet werden, wobei der Wassergehalt der verkneteten Masse auf 8 bis 20 Gcw.-% 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 Kuchencigenschaftcn 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.-% einzustellen: Wenn der Wassergehalt der verkneteten Masse unter 8 Gew.-% liegt, werden die erhaltenen Briketts leicht brüchig. Wenn dagegen der Wassergehalt der verkneteten Masse 20 Gew.-% überschreitet, 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 Briketticrmaschinc 12 zugeführt, in der sie unter einem Druck von 1000 bis 4000 kg/cm² zu Briketts verformt wird. Die die Brikctlicrmaschinc 12 verlassenden Briketts enthalten 8 bis 20 Gcw.-% Wasser und haben eine geringe Quelsehfestigkcit, so daß sie auf dem Bandtrockner 13 auf eine niedrige Temperatur erhitzt werden, damit der Wassergehalt herabgesetzt und die Quetschfestigkeit erhöhl wird. Der Wassergehalt der Briketts erreicht durch das nicdcrlemperaliirige Erhitzen auf dem Bandtrockner 13 weniger als 5 Gcw.-"/(i und die Quetschfestigkeit liegt dann in der Größenordnung von 50 kg/Finheit.

Diese Briketts können als Rohstoff bei der Herstellung von Ferrolegierungen verwendet werden.

Außerdem werden die den Bandtrockner 13 verlassenden Briketts zusammen mit einem kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittel 15 und gegebenenfalls einem Flußmittel 16 einem elektrischen Ofen 14 zugeführt, indem die in den Briketts enthaltenen Metalloxide zu -> den jeweiligen Metallen 17, wie Chrom, Nickel, Fisen u .dgl. reduziert werden.

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

Beispiele für das Flußmittel 16 sind Quarz, Ätzkalk

κι u.dgl.

In dem elektrischen Ofen 14 wird die Reduktion in derselben Weise bewirkt wie bei dem konventionellen Verfahren zur Herstellung von Ferrolegierungen.

In dem elektrischen Ofen 14 werden die Metalle 17

π von der Schlacke 18 getrennt und aus dem Ofen abgezapft.

Das in dem elektrischen Ofen 14 durch Reduktion gewonnene Metall 17 ist eine Nickcl-Chrom-Fcrrolcgicrung mit einem Kohlenstoffgehalt in der Größenord-

_>o nung von 3 Gew.-%, so daß dieses Metall 17 als ein nützlicher Rohstoff bei der Stahlerzeugung wiederverwendet werden kann.

In der Schlacke 18 war kein sechswertigcs Chrom nachzuweisen und sie hat eine große Härte und

2Ί 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 Brfin-

JIi dung 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

η 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 durchzuführen ist und vollständig automatisch ablaufen kann. Außerdem wird durch das erfindungsgemäße Verfahren die Umweltverschmutzung unterbunden, die durch in dem Abfallstoff enthaltene scchswcrtige Chromionen verursacht wird, indem die von dem Metall abgetrennte Schlacke unschädlich gemacht wird

<r> 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.

■in Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Durchführungsbeispicls naher erläutert.

B π i s ρ i c I

Es wurde von einem Abfallstoff ausgegangen, der aus einem Gemisch aus Staub, gebildet bei der Stahlerzeugungsstufe, und Zunder, gebildet bei der Warmwal/.stufe einerseits, und dem Abbcizschlamm andererseits bestand, um die Metalle daraus auf die erfindungsgemäße Weise zu extrahieren.

In der folgenden Tabelle I sind der Wassergehall und die chemische Zusammensetzung des Gemisches aus Staub und Zunder sowie der Wassergehalt und die chemische Zusammensetzung des durch Entwässern des Abbci/.sehlamms mil Hilfe des Eindickers und der Fillerprcsse erhaltenen Schlamnikuchens angegeben.

Tabelle I

ίο

Wasser- Chemische Zusammensetzung") (%)

^gchlllt Gesamt- Gesamt- Gesamt- CaO SiO.· MgO AW)₁ Rest

(Gcw.-'Vii) Cr Ni Fe

Gemisch aus Staub
und Zucker
Schlammkuchcn

3,2

8,85

1,61

37,0

9,28 6,03

9,0

1,18

54,6 9,66 1,49 37,6 10,0 3,32 0,29 2,35

*) Chemische Zusammensetzung in Gew.-%, bezogen auf das Trockengewicht mil Ausnahme des Wassergehalts.

1 1,09 19,63

Gcsaint-Cr, Gesamt-Ni und Gesaml-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 Temr>^^ralui im Zentrum 350⁰C betrug, um zu einem Schluin>r,kuchen mit einem Wassergehalt von 3,5 Gew.-% zu gelangen.

Tabelle 2

Innerer Durchmesser des Drehrohrofens(mm) 600

Äußerer Durchmesser des Drchrohrofens(mm) 800

Länge des Drehrohrofens (mm) 4 600

Anzahl der Umdrehungen des Drehrohrofens(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 Sulfitablauge 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 Briketis verformt. Das Verkneten und das Brikettieren erfolgten unter den in der folgenden Tabelle 3 angegebenen Bedingungen.

Tabelle 3

	Versuch Versuch
	Nr. I Nr. 2
Menge an eingesetztem Roh	1,150 1,100
material*) (kg)
Menge an zugesetztem	32,5 33,0
Bentonit (kg)
Menge an zugesetztem Papier-	34,8 33,9
brciabwasscr (kg)
Tabelle 6
Menge an Menge an	Menge an
eingesetzten eingesetztem	eingesetztem
Briketts Quarz	Koksgrus
(kg) (kg)	!kg)

•40 Versuch Nr. 1

126 3,000

Versuch Nr. 2

118 3,000

Menge an zugesetztem Wasser

(kg) Preßdruck (kg/cm²)

*) 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 crhallencn trockenen Briketts hatten die ebenfalls in Tabelle 4 angegebene Quetschfestigkeit.

Tabelle 4

Versuch Nr. 1

Versuch Nr. 2

Schichtdicke der Briketts 80 100

während der Trocknung (mm)
Temperatur der Atmosphäre ("C) 330 350

Trocknungszeit (min) 60 60

Oberflächentemperatur der 85 80

Briketts nach dem Trocknen (⁰C) Quetschfestigkeit der Briketts >55 >50

nach dem Trocknen und natürlicher Abkühlung (kg/Einheit)

Die getrockneten Briketis der Versuche 1 und 2 wurden miteinander vermischt. Das so erhaltene Gemisch wurde zusammen mit Quarz als Flußmittel und Koksgrus als kohlenstoffhaltigem Reduktionsmittel in einem 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 sind. Die Ausbeuten an den erhaltenen Metallen sind ebenfalls in Tabelle 6 angegeben.

Tabelle 5

Transformatorkapazität (KVA) Innerer Durchmesser des Ofens (oberer Teil) (mm)

Innerer Durchmesser des Ofens (unterer Teil) (mm)

Innere Tiefe des Ofens (mm)

Sekunclärspannung(V)

Sekunda'rslromstiirke (A)

Elektrische Energie Mc.tallaiisbeutc kWh/(Met«ll · Tonne) he Ni

350

250 150

27,5 1820

345

<I9.6

98.6

Cr 85.1

11

Das erhaltene Metall und hatten die in den Tabellen Zusammensetzungen.

Tabelle 7

die erhaltene 7 b/w. 8 ang

Schlacke gebenen

C Si Mn P

Ni Cr Fe und

Rest

4,12 3,62 1,06 0,067 0,053 2,97 14,85 73,25

Tabelle 8

FoO CnO ι CuO MgO SiO.' ALOi Rest

2,31 3.95 32,11 9,8< 34,01 6,02

Wie aus der vorstehenden Tabelle 6 hervorgeht, gewährleisten die erfindungsgemäi3en Maßnahmen, daß brauchbare Metalle, wie Fe, Ni und Cr in so hohen Ausbeuten, wie 99,6%, 98,6% bzw. 85,1%, zurückgewonnen werden können.

Hier/u 2 15IaII Zeichnungen

Claims

Piatentansprüche:

1. Verfahren zum Aufbereiten von bei der Erzeugung von rostfreiem Stahl anfallenden Abfallstoffen, dadurch gekennzeichn.et, 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 Beizbehandlung vor einer Kaltwalzstufe anfallenden aufschlämmungsartigen Beiz-Schlamms 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.-% 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, 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 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 elektrisehen Ofen eingebracht werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Bindemittel Sulfitablauge, Melasse, Teeremulsion oder Carboxymethylcellulose ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Bindemittel Bentonit oder Pozzolan ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verknetete Masse unter einem Druck von 1000 bis 4000 kg/cm² 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.-% und eine Quetschfestigkeit in der Größenordnung von 50 kg/ Einheit erreichen.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel Holzkohle oder Koks ist.

8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußmittel Quarz oder Ätzkalk ist.

9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das reduzierende Frischen in der Weise durchgeführt wird, daß eine Nickel-Chrom-Ferrolegierung mit einem Kohlenstoffgehalt in der Größenordnung von 3 Gew.-% erhalten wird.