DE2649403A1

DE2649403A1 - Kohlenstofformkoerper

Info

Publication number: DE2649403A1
Application number: DE19762649403
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Chem Dr Kniep; Heinrich Dipl Chem Dr Roeck
Original assignee: SUEDDEUTSCHE KALKSTICKSTOFF-WERKE AG; SKW Trostberg AG
Current assignee: SUEDDEUTSCHE KALKSTICKSTOFF-WERKE AG; Evonik Operations GmbH
Priority date: 1976-10-29
Filing date: 1976-10-29
Publication date: 1978-05-03

Description

Kohlens tof formkörper
Die Erfindung betrifft Kohlenstofformkörper, die durch Kompaktieren von feinteiligem Kohlenstoff zusammen mit feinteiligem Siliciumdioxid erhalten werden.
Bei den Betreibern elektrothermischer Reduktionsöfen hinterbleiben in den Vorratsbunkern größere Mengen feinteiligen Kohlenstoffes, der in dieser Form dem Reduktionsprozeß nicht mehr zugeführt werden kann. Gleiches gilt für Koks- und Kohlenabrieb aus Entstaubungsanlagen sowie für den aus Nebenprodukten der Kalkstickstoff-Weiterverarbeitung isolierten, weitgehend aus Graphit bestehenden Kohlenstoff.
Die stetig steigenden Energie- und Kohlepreise und das wachsende Umweltbewußtsein gaben den Anlaß für zahlreiche Überlegungen, diese feinkörnigen Materialien wieder nutzbringend zu verwerten, wozu sie vorher einer Kompaktierung bzw. Agglomerierung zu unterwerfen sind.
So ist es nach der DT-OS 24 44 345 bekannt, Petrolkoks- und Holzkohlestaub mit dem bei der Silicium-Metall- bzw. Ferrosilicium-Herstellung anfallenden, vorwiegend SiO2 enthaltenden Staub in stöchiometrischen Mengen zu vermischen und mit Pech, ggf. zusammen mit organischen, synthetischen, hochmolekularen, wäßrigen Lösungen zu verpressen.
Es ist ferner bekannt, den aus der Ferrosilicium-Produktion stammenden Staub mit Natrium-Silikat und Pech in Form Petrolkoks ähnlicher Substanzen zu binden und zu pelletisieren (DT-OS 24 39 289).
Alle diese Verfahren beschränken sich nicht auf das Verpressen von SiO2-Filterstaub mit Kohlenstoff, sondern erfordern weitere 2 Kompaktierhilfsmittel.
Überraschend ist es jetzt gelungen, Kohlenstoffpreßlinge dadurch herzustellen, daß feinteiliger Kohlenstoff zusammen mit 3 bis 50 Gew.-% SiO2-Staub und 5 bis 35 Gew.-% Wasser bei Drücken ab 150 kg/cm² verpreßt werden kann. Dabei sind weder thermische Sinterbehandlungen noch zusätzliche Kompaktierhilfsmittel erforderlich.
Der aus den Rückständen der Kalks ticks toffweiterverarbeitung isolierte, weitgehend aus Graphit bestehende Kohlenstoff besitzt auf Grund seiner speziellen Herstellungsweise gute Kompaktiereigenschaften bei Kombination mit feinteiligen, SiO2-haltigen Materialien. Die erfindungsgemäß verwertbare Kohlenstoffkomponente ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern umfaßt alle gängigen staubförmigen Kohlensorten, insbesondere solche von Anthrazit, Koks, Graphit und Petrolkoks. Der Graphit sollte zweckmäßig einen Kohlenstoffgehalt von mindestens 90 %, eine BET-Oberfläche von 10 - 20 m²/g und eine Korngröße <70µ aufweisen.
Unter SiO2-haltigem Material ist hochdisperse pyrogene Kieselsäure mit einem Schüttgewicht von 0,25 - 0,4 g/ml, einer spez.
Oberfläche (BET) von ca. 5 bis 40 m²/g und einer Korngröße, die von etwa 10 bis 50 F reicht, zu verstehen Solche Kieselsäure fällt an bei der Entstaubung von Abgasen der elektrothermischen Herstellung von Silicium-Metall und Ferrosilicium.
Als Kompaktiermittel eignet sich ferner hochdisperse pyrogene Kieselsäure mit einer BET-Oberfläche von 130 - 380 m²g und einer Teilchengröße von 5 - 20 mJu.
Die erhaltenen Formkörper zeigen ausreichende Festigkeit und können direkt ohne zusätzliche Behandlung als Reduktionsmittel in elektrothermischen Verfahren, z.B. bei der Silicium-Metall-, Ferrosilicium-, Calciumsilicium-Herstellung u.ä.
Verwendung finden.
Beispiel 1 Ein aus dem Kalk-Graphit-Nebenprodukt der Kalks ticks toff-Weiterverarbeitung isolierter feinteiliger Graphit (Korngröße 64 % (lo/u, 98 % (70/u) wurde mit SiO aus der Abgasentstaubung elektrothermischer Ferrosilicium- und Silicium-Metall-Öfen einer Korngröße (10 /u ca. 83 - 92 % (15 vu ca. 91 - 95 % <30 /u ca. 96 - 97 % <45 Ru ca. 98 - 99,9 o, und einer spez. Oberfläche (BET) von ca. 18 - 20 m2/g im Verhältnis 3 : 1 vermischt. Die angefeuchtete Mischung (10 % H20) wurde in einer Spindelpresse zu zylindrischen Preßlin-2 gen (Querschnitt 1,5 cm , Höhe 1 cm) verpreßt. Die ungetrockneten Preßlinge hatten eine Druck-Festigkeit von durchschnittlich 50 kp/cm2.
Beispiel 2 Das in Beispiel 1 beschriebene Graphit/SiO2-Filterstaub-Gemi5ch wurde mit einem Wassergehalt von 30 % in einer Vakuum-Doppelschneckenstrangpresse kompaktiert. Die erhaltenen Formlinge wurden getrocknet und konnten in dieser Form dem Möller eines Ferrosilicium-Ofens zugemischt werden.

Claims

Ansprüche 1. Kohlenstofformkörper, dadurch gekennzeichnet, daß feinteiliger Kohlenstoff zusammen mit 3 bis 50 Gew.-% SiO2-Staub und 5 bis 25 Gew.-°/0 Wasser bei Drücken ab 150 kg/cm verpreßt wird.
2. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete SiO2-Staub eine Körnung von 10 bis 50yu aufweist.
3. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als SiO2-Komponente der aus den Abgasen des Silicium- oder Ferrosilisium-Prozesses isolierte Filterstaub dient.
4. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Kohlenstoffkomponente der aus dem Kalk-Kohlenstoff-Nebenprodukt der Kalkstickstoff-Weiterverarbeitung isolierte, weitgehend aus Graphit bestehende, Kohlenstoff verwendet wird
5. Verwendung der nach Anspruch 1 bis 4 erhaltenen Formkörper als Reduktionsmittel in elektrothermischen Prozessen.