DE2610547C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Aufrechterhaltung der Gleichmäßigkeit von in Becken enthaltenen Misch-Staubschlämmen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schlammhaltungsverfahren für Gichtstaubschlamm und Stahlwerksofenschlamm enthaltende Mischschlämme zur Verwendung bei der Herstellung von reduzierten Pellets aus Hüttenstäuben so'vie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Mit anderen Worten bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Schlammhaltung innerhalb einer Anlage, die zur Herstellung von reduzierten Pellets aus Stäubchen dient, welche aus den Schornsteinen von Huttenwerksanlagen entweichen. Dabei bezieht sich die Erfindung insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung, mit deren Hilfe die Gleichmäßigkeit der aus Hüttenstäubchen gebildeten Schlämme, die in einem oder mehreren Becken enthalten sind, aufrechterhalten wird. Durch Gewährleistung gleichmäßiger Schlämme soll dabei die Herstellung der genannten Pellets erleichtert werden, die wegen ihres hohen Eisengehaltes als Rückgut wieder in den Procluktionsgang eingeführt werden.

Wie auch in anderen Industriezweigen, wird auch in der Eisen- und Stahlindustrie der in bestimmten Produktionsstätten erzeugte Staub aufgefangen, um auf diese Weise einer Umweltbelastung vorzubeugen. In Hüttenwerken fällt Staub in erster Linie als Hochofen-Gichtstaub sowie als von Stahlwerksöfen (Konverter, Tiegel, SM-Öfen, Elektroöfen und dergleichen) erzeugter Staub an. Unterschiedliche Staubabscheider, wie Elektrofilter, Venturi-Wäscher, Sackfilter oder dergleichen sind in Verbindung mit den genannten meiallurgisehen Ofen verwendet worden. Die gewaltigen Mengen des auf diese Weise abgeschiedenen Staubes führen jedoch in Abhängigkeit von der Art und Weise der Staubbeseitigung leicht zu Umweltproblemen zweiter Art is

Außerdem hat sich herausgestellt, daß der derart abgeschiedene Staub einen sehr hohen Eiseninhalt besitzt, weshalb das Abkippen derartiger Stäube auf Abfalldeponien eine Verschwendung verwertbarer Rohstoffe darstellt

Es ist demzufolge bereits vorgeschlagen worden, aus dem Staub durch Granulieren reduzierte Pellets herzustellen. Eine Möglichkeit zur Herstellung derartiger Pellets besteht darin, Gichtstaub und Stahlwerksofenstaub miteinander zu vermischen und zu verkneten, wobei der letztgenannte Staub als Bindemittel dient, um ein sehr dichtendes Material mit hoher Festigkeit zu erzeugen.

Bei diesem bekannten Verfahren ist es jedoch erforderlich, den Gichtstaub und den Stahlwerksofen- j<> staub gleichmäßig miteinander zu vermischen, bevor Wasser (etwa 10 Gew.-%) zwecks Förderung des Knetvorganges zugegeben wird. Es ist jedoch schwierig, diese beiden Staubarten gleichmäßig miteinander zu vermischen. Ein derartiges Mischen erfordert außerdem eine große Mischeinrichtung und der durch Verwendung einer solchen Mischeinrichtung produzierte Sekundärstaub schafft neue Umweltprobleme.

In einer Eisenhütte oder einer Eisengießerei wird Staub beispielsweise durch Schachtofen, SM-Öfen, Konverter, "Hegel, Klassifizierungseinrichtungen, Sinteranlagen, Staubsammeleinrichtungen und dergleichen erzeugt, wobei die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Stäube je nach Ort des Staubanfalls unterschiedlich sind. Soll der gesamte abgeschiedene Staub zu reduzierten Pellets verarbeitet werden, so ist es demzufolge wichtig, den Staub gleichmäßig zu mischen, was sich jedoch als ein schwer zu lösendes Problem erwiesen hat.

Staubabscheider, die den Staub befeuchten und als ,o Schlamm austragen sind Lereits bekannt. Die Behandlung derartiger Schlämme stellt insbesondere im Fall von Gicht^asstäuben niedriger Konzentration ein Problem dar, da aus Gichtgasstaub gebildete Schlämme viele Feststoffteilchen enthalten, wodurch die Sedimentationsgeschwindigkeit des Gichtgasstaubes in einem Absetzbehälter groß ist. Im tieferen Bereich des Absetzbehälters werden die genannten Feststoffteilchen komprimiert und verdichtet, was den Weitertransport des Staubes in die nächste Behandlungsstufe durch w> entsprechende Fördereinrichtungen erschwert.

Als allgemeine Regel hat sich herausgestellt, daß es zur gleichmäßigen Vermischung des an unterschiedlich™ Orten im Hüttenwerk oder in der Eisengießerei angefallenen Staubes erforderlich ist, die Zufuhrbedin- e>-, gungen der verschiedenen Staubarten zu steuern. Mit anderen Worten hat sich herausgestellt, daß es zur Erzeugung von qualitati' hoch stehenden reduzierten Pellets erforderlich ist, eine Staubmischung zu verwenden, bei welcher in chemischer und physikalischer Hinsicht die Zusammensetzung und die Eigenschaften konstant gehalten werden, dat andernfalls kein qualitativ befriedigendes Erzeugnis erhalten werden kann.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art mit Vorrichtung zu schaffen, welche es gestatten, in erster Linie Gichtstaub und Stahlwerksofenstaub enthaltenden Mischschlamm in einem oder mehreren Becken aufzubewahren, ohne das Umweltbelastungen herbeigeführt werden.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Konzentration von Feststoffteilchen im Schlamm auf oberhalb von 32 Gew.-% gehalten wird, und daß die Gesamtmischung während ihrer Aufenhaltsdauer in einem Becken durchgerührt wird.

Ein mit Hilfe der Erfindung erzielbarei Vorteil ist darin zu sehen, daß die Schlammhaltung derart erfolgt, daß ein die angestrebte Gleichmäß^:--^!:eit besitzender Mischschlamm der nächstfolgenden Verarbeitungsstufe im Rahmen der Pelleterzeugung zugeführt werden kann.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß der Schalmm im gleichmäßig gemischten Zustand in einem oder mehreren Becken gehalten oder aufbewahrt wird.

Dabei ist ein weiterer mit Hilfe der Erfindung erzielbarer Vorteil darin zu sehen, daß das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung einen nur geringen Energiebedarf besitzen.

Die mit Hilfe der Erfindung erzielbaren vorteilhaften Ergebnisse kommen dadurch zustande, daß der Gichtstaub und der Stahlwerksofenstaub in Form eines Schlammes in wenigstens einem Becken aufbewahrt oder gehalten werden, v/elcher Schlamm durch Einblasen von Gas oder durch Verdüsen des Mischschlammes durchrührt und geeignet durchmischt wird. Dadurch, daß Trockenstaub oder Filterkuchen in ausreichender Menge zugesetzt werden, kann der Zusmmensetzungsbereich des Mischschlammes über einen gewissen Bereich aufrechterhalten bzw. auf mehr als 32 Gew.-% eingestellt werden.

Gegenstand der Erfindung sind somit ein Verfahren und eine Vorrichtung mit deren Hilfe die Gleichmäßigkeit eines in wenigstens einem Becken enthaltenen Mischschlammes aus verschiedenen Stäuben aufrechtgehalten werden kann, wobei die Mischung aus Gichtstaubschlamm, Stahlwerksofenschlamm und, falls erforderlich, Trockenstaub oder Filterkuchen besteht und über eine relativ hohe Konzentration von 32% oder mehr an Feststoffteilchen verfügt. Die in dem Schlammbehälter enthaltene Mischung wird mit Hilfe von eingeblasenem Gas durchrührt, wobei eine Durchrührung auch dadurch vorgenommen werii'en kann, daß die in der Mischung selbst verwendete Flüssigkeit in das den Schlamm aufnehmende Becken eingedüst wird. Verfahren und Vorrichtung nach der Erfindung sind ii erster Linie im Rahmen der Herstellung von reduzierten Pellets aus Hütten- oder Gießereistaub bestimmt.

Weitere Vorteile, Merkmsile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung unter Bezug auf die zur Erläuterung der Erfindung beigefügten Zeichnung. In dieser zeigt

F i g. I ein Schaubild, in welchem die Sedimentationsgeschwindigkeit verschiedener Staubteilchen ge^cn-

über dem I eilchenradius graphisch aufgetragen ist.

Fig. 2 ein Schaubild, in welchem ein bevorzugter Arbeitsbereich für den Mischschlamm (mit Trockenstaubzusätzen) für eine Luftumrührung als Funktion der Schiammkonzentration und anderer beteiligter Faktoren aufgetragen ist.

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Luftumrührsystems,

F i g. 4 eine Ausführungsform eines Aufnahmebekkens mit Luftumrührung.

F i g. *> eine schematische Darstellung einer Anordnung von mehreren Aufnahmebccken.

F" i ,s. 6 eine Aufsicht auf ein mit Figenflüssigkeit durchgerührtes Becken.

F" i g. 7 einen Schnitt durch ein mit FigenfÜissigkeit

Tafel I

durchgerührtes Becken entlang der Linie VII-VII in F i g. 6.

F i g. 8 ein mit F i g. 2 vergleichbares Schaubild, welches jedoch für ein sich mit Kigenflüssigkeit umrührendes System gilt, und

Fig. 9 eine graphische Darstellung von Versuchsergebnissen, die die Gleichmäßigkeit des Schlammgemisches in dem mit Eigenflüssigkeit durchgerührten Becken zeigen.

Die Unterschiede zwischen Gichtstaub (Hochofenstaub) und Stahlwerksofenstaub sowohl im Hinblick auf die physikalischen Eigenschaften als auch auf die chemische Zusammensetzung sind bekannt. Als Beispiel seien in den folgenden Tafeln I und Il die Unterschiede dargestellt.

Gichtstaub
Stahlwerksofenstaub

Spezifisches Staiihteilchemlurchmesser iniml Gewicht

>ll.J^l)5 0.2^l>> 0.147 (1.147 0,074 0.074 II.IIM <0.0M

0,3 (U

4.2

17,2
2,6

64.9
93.2

Hemerkung

1 (Xts spc/illschc Gewicht wurde mit dem l'.vknometer bestimmt.

2 Die Teikhendurchmeiser wurden ι ¹I Hilfe des N.iHsiernerfahrens bestimmt und die angegebenen Werte neben die jeweiligen l'ro/cntsal/e wieder.

-.i m mc η sei /um; ι

SiO-

6.5 Fe-O.

FeO

0.6
60.5

Λ U):	Resl
3.3	sy-
: o.o ι	Π."1

Cer Gich-.staijb besitzt auch eine \om Stahlwerksnfer.Maub verschiedene Sedimentationsgescriwindig-Kc·!'. Dieser l.nterschied der Sedimentationsgeschwin· digkei'en eeht ceutlich aus F i g. 1 hervor, wobei gut erkennbar ist. daß der Stahlwerksofenstaub sich rascher :'. als der Gichtstaub absetzt, soweit be: beiden Staubsnten übereinstimmende Staubpartikeldurchmesser betrachte! werden. Wie Tafel I zu entnehmen, enthalt der Stahlwerksofenstaub jedoch einen größeren Anteil an Feinpartikeln als der Gichtstaub unc das hat zur Folge. "■■■ daß die tatsächliche Sedimentationsgeschwindigkeit des Stahlwerksofenstaubes insgesamt weit niedriger ist ais die des Gichtstaubes im ganzen.

Liegt der aus Feinteilchen bestehende Stahlwerksofenstaub innerhalb des Mischstaubschlammes vor. so 's neifi die Sedimentationsgeschwindigkeit der gröberen Gichtstaubteilchen zu einer Verlangsamerung. was eine FoUe des Zusammentreffens mit den sich langsam absetzenden Feinteilchen ist.

Daraus ergibt sich die Möglichkeit, eine rasche -o Sedimentation und eine Verdichtung des Gichtstaubes dur:h Nutzbarmachung eines derartigen Zusammentreffens zu vermeiden, sofern der Stahlwerksofenstaub den: Gichtstaub zugesetzt wird und das Mischen im Schlammzustand durchgeführt wird. Dabei ist es vor:eiihaft. eine Düseneir^chtung in einem mit einem Rührer versehenen Aufnahmebecken für den Mischschlamm anzuordnen. — :^J Hilfe der Düseneinrichtung ein Strömungsmittel, wie Gas oder Flüssigkeit se in das Becken eingeblasen wird, daß die Gleichmäßigkeit oder Gleichförmigkeit des in dem Becken enthaltenen Mischschlammes aufrechterhalten bleibt.

Als Strömungsmittel wird gewöhnlich Luft und gelegentlich Stickstoff verwendet, sofern gasförmige Strömungsmittel betrachtet werden. WVd als Strömungsmittel eine Flüssigkeit benutzt, so kann der Mischschlamm selbst verwendet werden. Im Rahmen dieser Eri ndung wird der erstgenannte Rühreffekt im folgenden als »Luftumrührung« oder »Gasurr. .\hrung« und der letztgenannte Rühreffekt als »Eigenflüssigkeitsumrührung« bezeichnet.

Die mit Luftumrührung arbeitende Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde in einer Vielzahl von Versuchen untersucht, wobei die Konzentration des aus Gichtstaub und Stahlwerksofenstaub bestehenden Mischschlammes verändert wurde und die Mischungsverhältnisse zwischen dem ersten und dem letztgenannten Schlamm im Bereich von 1 zu 3 bis 2 zu 3 lagen. Bei diesen Untersuchungen stellte sich heraus, daß sich der Gichtstaub relativ rasch absetzt wenn die Konzentration des Mischschlamms niedrig ist, so daß eine gleichmäßige und gute Diffusion des Staubes nicht erzielt werden kann. Es wurde außerdem beobachtet, daß dann, wenn der in einem Eindicker eingedickte Stahlofenstaub durch eine Förderleitung zu einem Rührbecken überführt werden soll, der Stahlofenstaub-

schlamm so lange nich! transportiert werden kann, wie seine mittlere Konzentralion etwa 30 Gew.-% überschreitet, da er sonst leicht wegen seiner physikalischen Eigenschaften zum Eindicken neigt. Wegen der im Gichtstaub enthaltenen Grobstaubteilchen ist die hohe Konzentration an Gichtslaubschlamm begrenzt. Ein Gichtstaubschlamm mit einer Konzentration von mehr als 30 Gew.-% kann mit Hilfe herkömmlicher Schlammpumpen und Eindicktingsvorrichliingen nicht mehr gefördert und/oder gehandhabt werden, da die in einer derart hohen Konzentration enthaltenen Grobstaiibpartikcl Schwierigkeiten oder sogar Schaden im f'umpcnsysiem und in den Eindickungsvorrichtungen hervorrufen. Mit anderen Worten laßt sich sagen. JaB eine Schlammischung mit einem Gehalt von mehr als 30% an Feststoffteilchen durch einfaches Vermischen des unfiltriei ten Gichistaubschlamms und des unfiltriertcn Stahlwerksofcnstaubschlamms er/ielt werden kann, wobei jedoch eine derartige Arbeitsweise hiiifig Schwierigkeiten in tier Pumpenanlage und bei den Eindickern hervorrufen kann, was /u einer Rctriebsstö·

Tafel III (Stnubeigenschal'teni

rung der Gesamtanlage führen kann. In Fällen, wo derartige Störungen auftreten können, sind deswegen geeignete Gegenmaßnahmen anzuraten.

Zur Erhöhung der Gleichmäßigkeit eines .Schlammgemisches ist es außerdem vorteilhaft, Schlammgemische mit höherer Konzentration (an Feststoffteilchen) zu besitzen. Dieses dient außerdem zur Steigerung des Wirkungsgrades der Pelletisierungseinrichtung. Zu diesem Zwecke entwickelten die Erfinder den Gedanken, Trockenstaub in das aus Gichtstaubschlamm und Stahlwcrksofenstaubsehlamm bestehende Schlammge misch einzubringen, sofern die Konzentration des Mischschlammes (an Feststoffteilchen) nicht oberhalb von 32 Ge«-.-°/n liegt. Derartiger Trockenstaub fällt an Trockenabscheidern, wie Sackfiltern. Zyklon-Abscheidern und dergleichen an. Anstelle von Trockenstaub kann auch Filterkuchen verwendet werden.

Einige physikalische Eigenschaften und chemische Zusammensetzungen des zu verwendenden I rockenstaubes sind in den folgenden Tafeln III und IV /u sam mengest eilt.

Spe/ifi · In·
Gewicht Stau hie i Ic henilurch messer

>0.:·)5 Ο.ι»)5 0.147 (p. 14^-0.074 0.(174-0.044 < 0.044

Hochofen (Ofenspit/e und .1.40 1.2 20.9 52.S 19.3 5.8 V rderseite)

Elektrischer Konverterabscheider 4,42 0,1 0,2 0.4 1.3 98.0

Elektroabscheider Sinteranlage 3.82 0." 13.7 39.5 18.9 27.8

Bemerklina Siehe Tafel 1

Tafel IY Staubzusammenset/ung

HorhoCenstaiih-(GirhKt;nih-lSrhl:imm

Konverterstaubschlamm

Hochofenstaub (Ofenspit/e ui

Staub aus dem elektrischen

Konverterabscheider

Staub aus dem Sinteranlagen-Elekiro-

abscheider

C	SiO:	l-e;O-,	FeO	Al-O-.	Rest
mm 4ft S	6 5	Ϊ4 S	Oh		S k
0.4	1.7	26.0	60.5	<0.01	11.3
orderseite) 29.35	6.59	39.59	2.62	2.53	19.32
0.27	1.11	88,79	0.83	0.45	8.55

3.58 7.36

63.04

4.77

2.44

Das Konzept des Eintragens von Trockenstaub in die aus Hochofen-Gichtstaubschlamm und Stahlwerksofen-Staubschlamm bestehende Schlammischung mit einem Mischungsverhältnis von 1:3 bis 2:3 wurde unter Anwendung der Luftumrührung untersucht und überprüft. Die Versuchsergebnisse sind in F i g. 2 graphisch dargestellt. In F i g. 2 gibt der dunklere Flächenbereich den Betriebsbereich für die Durchmischung mit Hilfe von Luftdurchrührung wieder. Im Hinblick auf F i g. 2 sei bemerkt daß die obere Gewichtskonzentrationsgrenze die höchste Konzentration darstellt, bei welcher sich eine Luftdurchführung als möglich herausstellte, was jedoch nicht heißt, daß eine Luftumrührung oberhalb der angegebenen Höchstgrenze unmöglich auszuführen sei. Wie aus F i g. 2 hervorgeht, wird es mit der Luftumrührung schwierig, eine gleichmäßige Verteilung der Staubteilchen im Schlamm zu erzielen, wenn die Konzentration des Schlammes auf weniger als 32 Gew.-% sinkt.

Demzufolge ist es unverzichtbar, die (Feststoffteilchen) -Konzentration des Gesamtschlammes auf mehr als 32 Gew.-% zu halten, um einen Schlamm mit gleichmäßiger Staubverteilung zu erzielen. Gegebenenfalls kann dieses dadurch erzielt werden, daß Trockenstaub zu der Mischung aus Gichtstaubschlamm und Stahlwerksofenschlamm hinzugesetzt wird. Wie bereits erwähnt, ist es selbstverständlich möglich, anstelle von Trockenstaub Filterkuchen zu benutzender aus Staubschlämmen hergestellt ist. Zusätzlich zu der Erhöhung der Mischschlammkonzentration durch Zusatz von Trockenstaub oder Filterkuchen ist es auch möglich. Feinkoks zuzusetzen, um auf diese Weise den Koksanteil in den fertigen Pellets zu erhöhen.

Unter Bezug auf Fig.3 wird im folgenden die mit Luftumrührung arbeitende Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.

In einen Mischbehälter 10 mit drehbarem Rührwerk 11 werden Gichtstaubschlamm und StaJilwerksofen-

schlamm über jeweilige Zuführeinrichtungen. wie die Leitungen 12 und 13 eingebracht, worauf die Schlämme in dem Behälter vermischt werden. Die Konzentration eines jeden Schlammes (an Feststoffteilchen) ist etwa gleich und beträgt etwa 30 Gew.-%, wie bereits erwähnt. Um die Mischungskonzentration auf mehr als 32 Gew.% zu steigern, wird eine geeignete Menge eines ausgewählten l'rockenstaubes in den Tank 10 eingebracht, w .zu Einfiihreinrichtungen, wie ein Förderer 14 zur Verfügung stehen, falls erforderlich. Es empfiehlt sich, eine Steuereinrichtung vorzusehen, um das Mischungsverhältnis und die Konzentration des durch die Leitungen 12 und H und über dem Förderer 14 /ugeführten Staubes einzustellen. Zu diesem Zweck sind nicht dargestellte Einrichtungen /um Ermitteln der Zuführgeschwindigkeit und der Menge an Staubschlamm oder Trockenstaub bzw. Filterkuchen vorgesehen und in jeder Förderleitung 12, 13 sowie im Bereich des Förderers 14 angeordnet. Das Mischungsverhältnis und die Konzentration der Mischung werden vorteilhafterweise gesteuert und überwacht, um den günstigsten Zustand der Mischung im Hinblick auf Mischungsverhältnis und Konzentration zu erkennen.

Zur Aufbewahrung des im Mischbehälter 10 hergestellten gleichmäßig durchmischten Schlammes ist ein mit Luft durchrührbares Aufnahmebecken 15 vorgesehen, welches an den Mischbehälter 10 angeschlossen ist. Hinsichtlich näherer Einzelheiten des erfindungsgemäU ausgebildeten Beckens 15 sei auf die noch folgende Beschreibung der F i g. 4 verwiesen.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines mit Luftumrühriing arbeitenden Beckens, entsprechend dem Becken 15 in Fig. 3, sowie die zugehörigen Hilfseinrichtungen. F.ine Beckengrube 101 ist so angeordnet, daß eine Schlammischung aus dem in Fig. 3 dargestellten Mischbehälter 10 empfangen und aufgenommen werden kann. In der Grube 101 ist eine Hohlwelle 102 drehbar gelagert und am unteren Ende der Hohlwelle ist ein Rechen 103 derart an der Welle 102 befestigt, daß der Rechen gemeinsam mit der Welle gedreht werden kann. Em sich durch die Hohlwelle 102 erstreckender Luftkanal 104 dient dazu. Luft aus einer ortsfesten Luftzuführun.cseinrichtung 106 über ein urengeienK iud in die BecKengruDe ιυι zu fordern, in dem Rechen 103 ist eine Vielzahl von Luftdüsen 102 angeordnet, die sich in Richtung auf den Bodenboden öffnen und mit dem Luftkanal 104 in Verbindung stehen. Am oberen Abschnitt der Welle 102 ist eine Antriebseinrichtung 108 vorgesehen, mit deren Hilfe die Welle 102 und damit auch der Rechen 103 in Umdrehungen versetzbar sind. Im oberen Bereich der Beckengrube 101 ist an der Welle 102 ein Aufnahmegefäß 109 befestigt, welches den über eine mit dem Mischbehälter 10 in Verbindung stehende Speiseleitung 110 zugeführten Mischschlamm aufnimmt. Der obere Abschnitt des Behälters 109 öffnet sich derart nach oben, daß das Ende der Speiseleitung 110 eintreten kann, damit sichergestellt ist. daß die Zufuhr von Mischschlamm in den Behälter 109 auch dann aufrechterhalten bleibt, wenn sich die Welle 102 dreht, welche so an den Behälter 109 angeschlossen ist, daß sich die beiden Bauteile gleichförmig drehen. Rings um den unteren Umfangsbereich des Aufnahmebehälters 109 ist eine Vielzahl von Auslassen 111 angeordnet, die sich radial nach außen aus dem Aufnahmebehälter erstrecken, so daß der in dem Behälter enthaltene Mischschiamm über die Auslässe Π1 in die Beckengrube 109 verteilt wird. Die radiale Länge der trogförmig gestalteten Auslässe III ist vorzugsweise unterschiedlich, um auf diese Weise eine gleichförmige Verteilung der Schlammischung innerhalb des Beckens zu fördern.

An dem unteren Abschnitt der Beckengrube 101 ist eine Leitung 112 angeschlossen, die zum Abführen der Schlammischung dient. Die Austragsleitung 112 verzweigt sich in eine Leitung 113 und eine weitere Leitung 11, wobei die Leitung 113 dazu dient, den Mischschlamm einem Filter oder dergleichen in der Pelletisierungsanlage zuzuführen, während die weitere Leitung 116 die Aufgabe hat, den Mischschiamm im Kreislauf wieder in die Beckengrube 109 zurückzufordern. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind in der Zuführleitung 113 ein Ventil 114 und eine Schlammpumpe 115 angeordnet, wobei der Mischschlamm mit Hilfe der Pumpe 115 vom Boden der Beckengrube 101 in die nächste Stufe des Pelletisieriingssystems. wie einer nicht dargestellten Filmereinrichtung, gefördert wird. Die Zweigleitung 116 mündet in die bereits erwähnte Schlammzuführlei-ΐιιηκ 110. derart, daß der Mischschlamm mit Hilfe eines Ventils 117 und einer Krcislaiif-Förderpumpe 118 wieder zurück in das Becken förderbar ist.

Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung steht der in der Beckengrube 101 enthaltene Mischschiamm ständig unter dem Einfluß von aus den Düsen 107 austretenden Luftblasen, die eine nach oben gerichtete Bewegung ausüben, was zur Folge hat. daß das Absetzen des Staubes im Schlamm wirksam verzögert oder verhindert wird. Setzen sich die gröberen Staubpartikel im unteren Bereich der Beckengrube 101 ab. so können sie mit Hilfe der Zw eigleitung 116 wieder in die HauptZuführleiuing 110 zurückgeführt werden, was zur Folge hat, daß auch die gröberen Staubpartikel gleichförmig innerhalb der Schlammischung verteilt werden können, wodurch die Gleichmäßigkeit des im Becken enthaltenen Mischschlamms gewährleistet wird. Die derart erzielte und aufrechterhaltene Gleichförmigkeit der Schlammischung wirkt sich natürlich bei der Herstellung von Staubpellets mit geichmäßiger Qualität aus.

Wenngleich das Schlammbecken unter Bezug auf die Einrichtung für die Luftumrühriing lediglich an einem einzigen Becken erläutert wurde, so verstellt sich, daß wenigstens zwei Becken zu empfehlen sind, damit die Schlammischung ohne Unterbrechung in der Schlammförderung der nächsten Verarbeitungsstufe zugeführt werden kann.

Eine Pelletisierungsanlage mit einer Vielzahl von Schlammbecken ist schematisch in F i g. 5 dargestellt, wobei in F i g. 5 für bereits in F i g. 3 behandelte Teile die dortigen Bezugszeichen beibehalten worden sind. In F i g. 5 sind nun drei Schlammbecken 15a. \5b und 15c dargestellt, wobei zwischen diesen Becken und dem Mischbehälter 10 eine Verteilereinrichtung 25 derart angeordnet ist, daß der Mischschlamm durch Umschaltung eines entsprechenden nichtdargestellten Ventils in der Einrichtung 25 in eines der Becken gefördert werden kann. Wie der Zeichnung zu entnehmen, ist ferner eine Vielzahl von Pumpen »P« vorgesehen, die in den Auslaßleitungen der jeweiligen Becken vorgesehen sind, um den Mischschlamm einem Filter zuzuführen oder um den Schlamm zurück in das Becken zu fördern. Im oberen Bereich eines jeden Beckens ist eine zusätzliche Leitung 17 vorgesehen, mit deren Hilfe wahlweise geeignete Mengen an Koks oder dergleichen dem Mischschiamm zuführbar ist.

Es versteht sich, daß die schernaiische Anordnung gemäß F i g. 5 sowohl für mit Luftumrührung, als auch

mit EigOiflüssigKeitsdurchführung anwendbar ist.

Bei der Anordnung gemäß F i 5. 5 kann die normale Betriebsweise derart ausgeführt werden, daß eines der Becken 15a, 15i> und 15c den Mischschlamm von dtr Verteilereinrichtung 25 aufnimmt, während eines der beiden übrigen Becken gerade entleert wird und seinen Schlamm in die nächste Verarbeitungsstufe überführt, bei der es sich beispielsweise um ein Filter handeln kann. Im letzten Becken wird derweil der Mischschlamm unter andauerndem Umrühren bereitgehalten. Somit ist also stets eines der drei Becken mit der Bereithaltung von Mischschlamm beschäftigt und in dieses Becken können Zusatzstoffe zur Steuerung des Mischverhältnisses oder der Konzentration dieses Mischschlammes zugegeben werden.

Wenngleich i.i F i g. 5 drei Becken dargestellt sind, so kann doch mit lediglich zwei Becken gearbeitet werden. Im Falle von zwei Becken wird die Betriebsweise derart durchgeführt, daß in einem der Becken 24 Stunden lang Schlamm aufgenommen wird und sodann ein 24stündiger Schlamniü!'S!rag über ein Filter erfolgt. Im anderen Becken läuft i'c.r Betriebsablauf umgekehrt ab. Deshalb dauert die Verarbeitung einer Charge jeweils 48 Stunden. Auch beim Zweibeckenbetrieb werden die Schlammkonzentration, der Kohlenstoffanteil und dergleichen vorzugsweise überwacht und ggf. durch Zusatz von Feinkohle durch die Leitung 17 eingestellt. Auch bei der Filtration oder bei der Schlammaufnahme kann der Schlamm im Bedarfsfall wieder in den Kreislauf eingeführt werden, falls die Schlammkonzentration im Becken nicht den Ansprüchen genügt.

Im Zuge der Entwicklung der Erfindung haben die Erfinder gefunden, daß dann, wenn der Mischschlamm Staub aus einem Konverter und vorzugsweise aus einem Konverter mit Gasregenerierung enthält und der Schlamm in einem Becken mit Luftumrührung aufgenommen war. eine relativ starke Verringerung der Filtrationsgeschwindigkeit bei dem benutzten Filter zu beobachten war. Die Ursache dieser Geschwindigkeitsobnahme wurde überprüft und es wird nunmehr angenommen, daß die Oberfläche der jeweiligen den Schlamm bildenden Teilchen Oxidations- und/oder Hydratisierungsvorgängen unterworfen ist, welche das Vei Italien üci Tciiuiicn beim Fiiirieren beeinflussen.

Die Erfinder unternahmen weitere Anstrengungen, um dieses Problem in einem Filter zu verringern und schlugen die Verwendung von Stickstoff anstelle von Luft oder ein durch Eigenflüssigkeit durchgerührtes System vor, welches bereits kurz erwähnt wurde und im folgenden noch näher erläutert werden wird.

Bevor die Funktionsweise des durch Eigenflüssigkeit umgerührten Systems im einzelnen erläutert wird, seien nachfolgend die Kapazitätsunterschiede der Filter hinsichtlich der verschiedenen behandelten Schlämme dargestellt.

Tafel V (Luftumrührung)

Staubschlamm	Prozentuale Ver
	ringerung der
	Filterkapazität
a Hochofen	unmerklich
b Konverter mit Gas-	31,1
Regenerierung
c Konverter ohne Gas-	!4,9
Regenerierung

Slaubschlamm

Mischschlamm (a + b)
Mischschlamm (a + c)

Prozentuale Verringerung der
Filterkapazila't

56,6
16,1

Bemerkung:

Die prozentuale Verringerung der Filterkapazitiit wurde aus dem Vergleich der Filtrationsgeschwindigkeit zu Beginn und nach 22stündiger Betriebsdauer berechnet. Bestimmt wurde die Filierkuchenmenge, die durch das Bandfilter bezogen auf dessen Flächeneinheit \erarheilet wurde.

Wie sich aus der vorstehenden Tafel ergibt, ist es bei Anwendung der mit Luftumrührung arbeitenden Ausführungsform der Erfindung am schwersten, Mischschlämme zu filtrieren die aus einem Konverter mit Gasregenerierung ausgetragenen Staub enthalten.

Um diese Schwierigkeiten zu verringern, benutzten die Erfinder gasförmigen Stickstoff (N₂) anstelle von Luft im Rahmen des zuvor erläuterten Verfahrens und behandelten den Mischschlamm »d« aus Tafel V. wodurch die Filterverschlechterung auf einen Wert von 27.5% gebracht werden konnte, der nur die 1 lälfte des in Tafel V wiedergegebenen Wertes beträgt.

Auch die mit Umriihriing durch Eigenflüssigkeit ,.rbeitende Ausführungsform der F.rfindung wurde anhand des Mischschlammes »d« erprobt, wobei gleichfalls befriedigende Ergebnisse erzielt wurden. Es sei jedoch unterstrichen, daß die Selbstumrührung durch Flüssigkeit nicht nur bei Mischschlämmen anwendbar ist, die Staub aus einem Konverter mit Gasregenerierung enthalten, sondern daß die in Rede stehende Ausführungsform üer Erfindung auch auf andere Schlämme als den in Tafel V mit »d« bezeichneten Schlamm anwendbar ist.

Die zweite Ausführungsforrn der Erfindung (Selbstumrührung mit Hilfe von Flüssigkeit) wird im folgenden unter Bezug auf die Fig. 6 und 7 beschrieben, in welchen ein entsprechend ausgebildetes Aufnahmebekken dargestellt ist. Das Becken umfaßt eine Beckengru-De oder einen Beckenraum 2Oi, in weicher eine Mittelwelle 202 drehbar angeordnet ist. Die We!,' 202 ist mit Hilfe einer geeigneten Antriebseinrichtung, wie eines Motors 203. antreibbar. Am unteren Ende der Welle 202 ist ein Rechen 204 befestigt, der sich mit der Welle 202 dreht. Am oberen Abschnitt der Welle 202 und innerhalb des Raumes oder Beckens 201 ist ein Aufnahmegefäß 205 angeordnet, welches den aus der Verteilereinrichtung 25 (Fig. 5) kommenden Mischschlamm aufnimmt, der durch eine Zuführleitung 206 herbeigeführt wird. Der in dem Aufnahmegefäß enthaltene Mischschlamm wird sodann Auslassen 207 zugeführt, die mit dem Behälter 205 verbunden sind. An jedem radialen Ende eines Auslasses 207, die vorteilhafterweise als Tröge ausgebildet sind, sind Rohre 208 befestigt, in welche der Mischschlamm eintritt. Die anderen Enden aller Rohre 208 sind mit Hilfe geeigneter Befestigungseinrichtungen wie Bolzen oder dergleichen, an dem Rechen befestigt, so daß das offene Ende eines jeden Rohres 208 als Düsenauslaß 209 dient, der in eine Richtung weist, welche der durch einen Pfeil in F i g. 6 dargestellten Umdrehungsrichtung des Rechens 204 entgegengerichtet ist. Die Gesamtanordnung der uujtnau^iuiii. ä.\jj ni uaiaui dLjgt-jLt-iit, \_iiit- giuuitiiu^- liche Rührwirkung zu erzielen, um auf diese Weise die

Gleichförmigkeit des im Becken 201 aufgenommenen Schlammes aufrechtzuerhalten. Am Boaen des Beckenraumes 201 ist ein Auslaßkegel 210 angeordnet, der mit einer Auslaßleitung 211 in Verbindung steht. Diese Auslaßleitung iiilt sich auf auf eine erste Zweigleitung

212 und eine zweite Zweigleitung 213, wobei die erste dazu dient, den Mischschlamm der nächsten Verarbeitungsstufe zuzuführen, was mit Hilfe einer Schlammpumpe 214 erfolgt, wohingegen die zweite Zweigleitung

213 an die Zuführleitung 206 angeschlossen ist und mit einer Pumpe 215 versehen ist, die dazu dient, den Schlamm wieder in das Becken 201 zurückzuführen. In den Leitungen 212 und 213 sind geeignete Ventile 216 bzw. 217 angeordnet, mit deren Hilfe das Weitertransportieren des Schlamms in die nächste Verarbeitungsstufe bzw. das Wiederzurückführen des Schlamms in das Becken nach Wunsch gesteuert werden kann.

Wenngleich in Bezug auf F i g. 6 und 7 erwähnt wurde. daß sich die Auslässe 207 vom Aufnahmegefäß 205 aus erstrecken, so können diese trogartigen Auslässe auch durch Rohre oder Leitungen ersetzt werden, die gleichfalls die Unterdrucksetzung des aus den Düsenaustritten 209 austretenden Mischschlammes gestatten.

Gemäß der in den Fig. 6 und 7 dargestellten Ausführungsform wird die Rührwirkung dadurch hervorgerufen, daß der Schlamm aus den Düsenauslässen 209 herausgedrückt wird, die an dem drehbaren Rechen 204 befestigt sind. Es ist jedoch möglich, diese Ausführungsform derart abzuwandeln, daß eine geeignete Anzahl von Düsenauslässen in einer ortsfesten Wandung des Beckens 201 angeordnet wird und daß der Schlamm durch diese in der Wandung angeordneten Düsen in das Becken eingeführt wird, um auf diese Weise eine Umrührung des Beckninhaltes zu erzielen.

Die mit Selbstumrührung arbeitende Arbeitsweise wurde einer Überprüfung unterzogen, die derjenigen glich, die in Bezug auf Fig. 2 bereits referiert wurde.

Dabei wurde ein in Fig.8 als schraffierter Bereich dargestellter günstigster Betriebsbereich unter Zugrundelegung der gleichen Verfahrenspararneter wie bei Fig.2 ermittelt. Aus Fig.8 ist ersichtlich, daß eine Konzentration von mehr als 40 Gew.-% (an Feststoffteilchen) bevorzugt wird, um eine gute Durchrührung des Beckens zu gewährleisten und um die Gleichmäßigkeit des Schlammes aufrechtzuerhalten.

In F i g. 9 ist die Gleichmäßigkeit des erfindungsgemaß aufbewahrten Mischschlammes anhand eines Versuchsbeispiels dargestellt Die in F i g. 9 dargestellten Versuchsergebnisse wurden unter Verwendung zweier Becken und bei Anwendung der mit Selbstumrührung arbeitenden Ausführungsform der Erfindung erzielt Da zwei Becken benutzt wurden, erfolgt der Vorgang über 48 Stunden, wie unter Bezug auf F i g. 5 bereits erläutert Zum Endpunkt der Schlammaufnahme (»0« auf der horizontalen Achse) befindet sich deshalb das Oberflächenniveau des Schlammes innerhalb des Beckens auf seinem Maximum, wohingegen zum Endpunkt des Schlammaustrages (»24« auf der horizontalen Achse) der Schlammspiegel im wesentlichen auf den Beckenboden abgesunken ist. Die Gleichmäßigkeit wurde dadurch überprüft, daß die Gesamtmenge an

eisenhaligen Materialien und die Menge an Kohlenstoff bestimmt wurden. Aus Fig.9 ist ersichtlich, daß die beiden Mengen innerhalb befriedigender Grenzer (etwa innerhalb ±1%) konstant gehalten werden konnten, wobei besonders gute Werte innerhalb der

in Austragsperiode erzielt wurden, wenn die Änderungen des Schlamm-Oberflächenspiegels berücksichtigt wird.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und

beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, da diese lediglich zur Erläuterung des Erfindungsgedankens dienen. Innerhalb des Erfindungsgedankens sind dem Fachmann mannigfaltige Modifikation und Abwandlungen möglich.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (18)

Patentansprüche:

1. Schlammhaltungsvei'fahren für Gichtstaubschlamrn und Stahlwerksofenschlamm enthaltende Mischschlämme zur Verwendung bei der Herstellung von reduzierten Pellets aus Hüttenstäuben, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration an Feststoffteilchen im Schlamm auf oberhalb von 32 Gew.-% gehalten wird und daß die in Gesamtmischung während ihrer Aufenthaltsdauer in einem Becken durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß dem Mischschlamm Trockenstaub zugesetzt wird, um die Konzentration von mehr als 32 Gew.-% aufrechtzuerhalten.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Mischschlamm Filterkuchen zugesetzt wird, um die Konzentration von mehr als 32 Gew.-% aufrechtzuerhalten.

4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Umrühren mit Hilfe von Gas vorgenommen wird, welches in den Mischschlamm eingedüst wird.

5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüehe 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Umrühren mit Hilfe von in das Becken eingedüster Flüssigkeit herbeigeführt wird, wobei als Flüssigkeit der Mischschlamm verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Gas Luft verwendet wird.

7. Verfahre-, nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Gas Stickstoff verwendet wird.

8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischschlamm Staub aus einem Konverter mit Gasregenerierung enthält.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Becken verwendet werden.

10. Vorrichtung zur Aufnahme von Mischstaubschlamm zur Verwendung bei der Herstellung von reduzierten Pellets aus Hüttenstäuben nach den Ansprüchen 1 bis 9, gekennzeichnet durch wenigstens ein Becken (101, 201) eine drehbar in dem Becken angeordnete vertikale Welle (102, 202), einen im unteren Abschnitt der Welle innerhalb des Beckens angeordneten Rechen (103, 204), eine Einrichtung (106, 104, 107; 206, 207 208, 209) zum Eindüsen eines Strömungsmediums in das Becken und durch eine Antriebseinrichtung (108, 203), mit welcher die Welle in Rotation versetzbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Abschnitt der Welle (102, 202) ein Aufnahmebehälter (109, 205) befestigt ή ist, aus welchem der Mischschlamm in das Becken (101,201) einbringbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder II, dadurch gekennzeichnet, daß als Strömungsmedium Gas dient, mit dessen Hilfe der Beckeninhalt wi durchrührbar ist, und daß mit der Eindüseneinrichtung (106, 104, 107) Gas in das Becken eindüsbar ist. wobei die Eindüseinrichtung mit Hilfe eines hohlen Bereichs (104) in der Welle (102) an eine Druckgasquelle angeschlossen ist. h>

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmebehälter (109) mit einer Vielzahl von sich in radialer Richtung erstreckenden Auslässen (111) versehen ist, wobei die sich über den Aufnahmebehälter hinaus erstreckenden äußeren Enden der Auslässe unterschiedliche Abstände von der Mittelachse der Welle (102) besitzen, derart, daß der im Aufnahmebehälter enthaltene Mischschlamm durch Umdrehung der Welle gleichmäßig im Becken (101) verteilbar ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Strömungsmedium Flüssigkeit dient, mit deren Hilfe der Beckeninhah durchrührbar ist, wobei als Flüssigkeit der Mischschlamm verwendet wird und in der Eindüseinrichtung eine Vielzahl von Düsen (209) zum Eindüsen der Flüssigkeit vorgesehen ist

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen an der inneren Oberfläche einer ortsfesten Beckenwandung angeordnet sind.

16. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbiasdüsen an dem drehbaren Rechen (204) angeordnet sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmegefäß (205) mit einer Vielzahl von Einrichtungen (207, 208) zum Leiten von Flüssigkeiten versehen in, wobei jeder Einrichtung jeweils eine der an dem Rechen (204) angeordneten Einblasdüsen (209) zugeordnet ist.

18. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden des Beckens (201) mit der Austragsleitung (211) verbundener Austragskegel (210) vorgesehen ist, daß die Austragsleitung in zwei Zweigleitungen aufgeteilt ist, wobei die erste Zweigleitung (212) zum Transport des Mischschlammes in eine nächstfolgende Bearbeitungsstation im Zuge der Pelletherstellung dient und ein erstes Ventil (216) und eine Förderpumpe (214) enthält, während die zweite Zweigleitung (213) ein zweites Vv^'.il (217) und eine Förderpumpe (215) enthält, mit deren Hilfe der iiusgetragene Mischschlamm wieder in das Aufnahmegefäß (205) und somit in das Becken (201) zurückförderbarist.