DE2743282A1 - ROLLING METHOD FOR VEGATIFICATING ZINC AND LEAD MADE OF MATERIALS CONTAINING IRON OXIDE - Google Patents
ROLLING METHOD FOR VEGATIFICATING ZINC AND LEAD MADE OF MATERIALS CONTAINING IRON OXIDEInfo
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Description
Wälzverfahren zur Verflüchtigung von Zink und
Blei aus eisenoxydhaltigen MaterialienWaelz process for the volatilization of zinc and
Lead from materials containing iron oxide
Die Erfindung betrifft ein Wälζverfahren zur Verflüchtigung
von Zink und Blei aus eisenoxydhaltigem Material in einem geneigten Drehrohrofen, wobei das Material in
pelletierter und mindestens teilweise getrockneter Form zusammen ir.it festen kohlenstoffhaltigem Reduktionsmittel
dem Drehrohrofen an seinem oberen Ende aufgegeben wird, die Verflüchtigung und Reduktion unterhalb des Erweichungspunktes
der Beschickung erfolgt, metallisches Eisen enthaltendes Austragsgut aus dem unteren Ende des Drehrohrofens
ausgetragen wird, ein Teil des Austragsgutes abgetrennt und als Rückgut dem Material vor der Pelletierung
zugemischt wird, der zur Verbrennung notwendige gasförmige Sauerstoff in das untere Ende des Drehrohrofens eingesaugt
wird, und die die verflüchtigten Bestandteile enthaltenden Abgase aus dem oberen Ende des Drehrohrofens abgesaugt
werden.The invention relates to a Wälζverfahren for the volatilization of zinc and lead from iron oxide-containing material in an inclined rotary kiln, the material in
Pelletized and at least partially dried form together ir. with solid carbonaceous reducing agent is added to the rotary kiln at its upper end, the volatilization and reduction takes place below the softening point of the charge, discharged material containing metallic iron is discharged from the lower end of the rotary kiln, part of the discharged material The gaseous oxygen required for combustion is sucked into the lower end of the rotary kiln and the exhaust gases containing the volatilized components are sucked out of the upper end of the rotary kiln
will.
Das Wälzverfahren dient zur Verarbeitung von Rohstoffen, die verflüchtigungsfähige Metalle bzw. Metallverbindungen
enthalten. Es wird insbesondere zur reduzierenden Verflüchtigung von Zink und Blei aus verhältnismäßig
metallarmen Vorstoffen, wie z.B. entsprechenden Erzen,
Zwischenprodukten, Bleischachtofenschlacken, Räumaschen usw., angewandt. Reaktionsaggregat ist der geneigt gelagerte,
kontinuierlich betriebene Drehrohrofen. Als
Reduktionsmittel dient fester Kohlenstoff, der mit der Beschickung, aufgegeben wird. Die erforderliche Verbrennungsluft
wird in dem Drehrohrofen vom Austragsende eingesaugt. Die Abgase verlassen den Ofen durch das Beschickungsende·
Innerhalb der Beschickung laufen zweiThe rolling process is used to process raw materials that contain volatile metals or metal compounds. It is particularly used for reducing volatilization of zinc and lead from relative proportions
low-metal raw materials, such as corresponding ores,
Intermediate products, lead shaft furnace slag, scraping ashes, etc., are used. The reaction unit is the inclined, continuously operated rotary kiln. as
The reducing agent is solid carbon, which is added with the feed. The required combustion air is sucked into the rotary kiln from the discharge end. The exhaust gases leave the furnace through the loading end · Two are running inside the loading
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Reaktionen in Abhängigkeit voneinander ab: Die Reduktion von z.B. Zinkoxyd mittels KohlenmonoxydReactions depending on one another: The reduction of e.g. zinc oxide by means of carbon monoxide
ZnO + CO = Zn + CO»ZnO + CO = Zn + CO »
und die Umsetzung des gebildeten Kohlendioxydes nach der Boudouard-Reaktionand the conversion of the carbon dioxide formed according to the Boudouard reaction
CO2 + C = 2 CO,CO 2 + C = 2 CO,
wodurch erneut CO für die Reduktion gebildet wird. Ein Teil des gebildeten CO und das oberhalb seines Siedepunktes anfallende Zink treten in den über der Beschickung liegenden freien Ofenraum ein und werden dort verbrannt. Das dabei gebildete staubförmige Zinkoxyd wird mittels Abgasentstaubung gewonnen.whereby CO is formed again for the reduction. Part of the CO formed and that above its boiling point Accruing zinc enters the free furnace space above the loading and is burned there. The powdery zinc oxide formed is by means of Exhaust gas dedusting won.
In den Rohstoffen enthaltende Eisenoxyde werden ebenfalls reduziert. Das Eisen liegt weitgehend in metallischer Form im Ofenaustragsgut vor. Im Gegensatz zu dem Renn-Wälzverfahren, bei dem in der Schlußzone des Drehrohrofens im teigigen Zustand gearbeitet wird und das metallische Eisen sich zu den sogenannten Luppen verbindet, liegt das metallische Eisen beim Wälzverfahren in feinverteilter Form im Austragsgut vor. Dieses kann bei ausreichend hohen Eisengehalten bei der Roheisenr und Stahlerzeugung eingesetzt werden.Iron oxides contained in the raw materials are also reduced. The iron lies largely in metallic Form in the furnace discharge. In contrast to the racing rolling process, in which work is carried out in the doughy state in the final zone of the rotary kiln and that metallic iron combines to form the so-called lobes, the metallic iron is in finely divided form in the rolling process Form in the discharge material. If the iron content is sufficiently high, this can be the case with pig iron Steel production are used.
In neuerer Zeit wird das Wälzverfahren in immer größer werdendem Umfang für die Aufarbeitung und Wiederverwendung der bei der Roheisen- und Stahlerzeugung zwangsläufig anfallenden Reststoffe, wie Stäube und Schlämme der Hochofenwerke, der Sinteranlagen und der Stahl- und Walzwerke, angewendet. Auf diese Weise wird eine Deponie dieser Stoffe vermieden und ihre Metallinhalte können weitgehend wieder nutzbar gemacht werden. Das festeIn recent times, the rolling process has been used to an ever increasing extent for reconditioning and reuse the residues, such as dust and sludge, that inevitably arise in the production of pig iron and steel the blast furnace works, the sintering plants and the steel and Rolling mills, applied. In this way, a landfill of these substances is avoided and their metal contents can largely made usable again. The solid
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Austragsgut des Drehrohrofens, welches das metallische Eisen enthält, wird im allgemeinen in den Hochofen eingesetzt. Dazu muß es eine Stückgröße von über etwa 6 mm aufweisen. Aus diesem Grund muß das Material in pelletierter Form in den Drehrohrofen eingesetzt werden, wenn der Ofenaustrag nicht brikettiert wird. Die Pellets müssen den Durchgang durch den Drehrohrofen mit möglichst wenig Zerfall und Abrieb überstehen, damit die erforderliche Korngröße nicht unterschritten wird.Discharge of the rotary kiln, which the metallic Contains iron is generally used in the blast furnace. To do this, it must be about a piece size 6 mm. For this reason, the material must be used in the rotary kiln in pelletized form, if the furnace discharge is not briquetted. The pellets must pass through the rotary kiln with as much as possible withstand little disintegration and abrasion, so that the required grain size is not undershot.
Ein Brennen der Pellets zur Erhöhung ihrer Festigkeit bei höheren Temperaturen verursacht größere Kosten, welche das Verfahren belasten (DT-OS 23 00 889).Firing the pellets to increase their strength at higher temperatures results in higher costs, which burden the procedure (DT-OS 23 00 889).
Es wurde auch bereits vorgeschlagen, die Pellets bei niedrigeren Temperaturen lediglich zu trocknen oder vorzuwärmen (DT-OS 20 07 661; DT-AS 23 48 287; "Stahl und Eisen ", 96 (1976) Nr. 10, Seiten 482 bis 486; Nr. 24, Seiten 1228 bis 1245). Dabei wird eine Festigkeitssteigerung erzielt, die unter der des Brennens liegt. It has also already been proposed to simply dry the pellets or at lower temperatures preheating (DT-OS 20 07 661; DT-AS 23 48 287; "Stahl und Eisen", 96 (1976) No. 10, pages 482 to 486; No. 24, Pages 1228 to 1245). An increase in strength is achieved that is below that of firing.
Es ist auch bekannt, zu kleine Pellets des festen Austragsgutes des Drehrohrofens abzutrennen und als rückgeleitete Eisenoxyd-Feinteilchen der zu pelletierenden Mischung zuzusetzen. Die Pellets werden bei einer Temperatur von etwa 121 bis etwa 427°C getrocknet und dann in den Wälzofen chargiert (DT-AS 15 08 050).. Ein Einfluß der rückgeleiteten kleinen Pellets auf die Festigkeit der getrockneten Pellets ist nicht erwähnt. Außerdem kann die Rückführung auch unterbleiben.It is also known to separate pellets that are too small from the solid discharge material from the rotary kiln and as add returned iron oxide fine particles to the mixture to be pelletized. The pellets are at a Temperature of about 121 to about 427 ° C and dried then charged into the Waelz kiln (DT-AS 15 08 050) .. An influence of the returned small pellets on the The strength of the dried pellets is not mentioned. In addition, the return can also be omitted.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit möglichst geringem Aufwand für das Wälzverfahren unter EinsatzThe invention is based on the object of using the rolling process with as little effort as possible
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von Reststoffen der Eisenhüttenindustrie Pellets zu erzeugen, die im Drehrohrofen wenig zerfallen und vr^nig Abrieb ergeben.to produce pellets from residues of the iron and steel industry, which disintegrate little and little in the rotary kiln Result in abrasion.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß das aus dem metallisches Eisen enthaltenden Austragsgut abgetrennte Rückgut vor der Zumischung zu dem zu pelletierenden Material auf eine Korngröße unter etwa 1 mm aufgemahlen wird, und die Pellets bei Temperaturen unterhalb 300 C mit Sauerstoff enthaltenden Gasen mindestens teilweise getrocknet werden. Unter dem Ausdruck "unterhalb des Erweichungspunktes der Beschickung" ist zu verstehen, daß nicht die gesamte Beschickung einheitlich erweicht und teigig oder gar flüssig wird, sondern nur einzelne Teilchen oberflächlich erweichen und dabei zusammenfritten oder sintern. Der Metallisierungsgrad im Rückgut liegt über 80 %. Der für den Wälzprozeß erforderliche und nicht bereits im Material enthaltene Kohlenstoff kann separat in den Drehrohrofen chargiert oder ganz oder teilweise in die Pellets eingebunden werden. Die Pellets können unter Zugabe von üblichen anorganischen oder organischen Bindemitteln hergestellt werden. Die Trocknung der Pellets muß nicht bis zur absoluten Trocknung durchgeführt werden. Es genügt bereits, wenn etwa 30 bis 50 % des anfänglichen freien Wassergehaltes der Grünpellets ausgetrieben und durch chemische Umsetzung mit dem metallischen Eisen sowie evtl. durch andere wasserabbindende Reaktionen abgebunden werden. Wenn z.B. der Ausgangswassergehalt 12,2 % beträgt, dann reicht es aus, wenn der Endwassergehalt 7,1 % beträgt. Eine weitergehende Trocknung erhöht zwar noch die Festigkeit der Pellets, jedoch ist die Steigerungsrate wesentlich geringer.This object is achieved according to the invention in that the metallic iron containing Discharge material separated return material before being mixed with the material to be pelletized to a grain size is ground below about 1 mm, and the pellets at temperatures below 300 C with oxygen containing Gases are at least partially dried. Under the term "below the softening point of the feed" it should be understood that not the entire load is uniformly softened and doughy or even liquid, only individual particles soften on the surface and frit or sinter together. The degree of metallization in the returned goods is over 80%. The one required for the rolling process and not already in the material The carbon contained in it can be charged separately into the rotary kiln or completely or partially in the pellets be integrated. The pellets can with the addition of customary inorganic or organic binders getting produced. The drying of the pellets does not have to be carried out until they are completely dry. It is already sufficient if about 30 to 50% of the initial free water content of the green pellets is expelled and by chemical reaction with the metallic iron and possibly by other water-binding reactions be tied. If, for example, the initial water content is 12.2%, then it is sufficient if the final water content 7.1%. Further drying increases the strength of the pellets, however the rate of increase is much lower.
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Bevorzugt wird als Rückgut der Teil des Austragsgutes algetrennt, dessen Korngröße unter der geforderten Mindestkorngröße von etwa 6 mm liegt. Falls jedoch die Menge an Unterkorn nicht ausreichend ist, wird ein entsprechender Teil des gröberen Austragsgutes abgetrennt und aufgemahlen. Überschüssiges Reduktionsmittel wird vorher abgetrennt.The part of the discharge material whose grain size is below the required is preferably separated as returned material Minimum grain size of about 6 mm. However, if the amount of undersize is insufficient, a the corresponding part of the coarser discharge material is separated and ground. Excess reducing agent will previously separated.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß das Rückgut auf eine Korngröße unter 0,5 mm aufgemahlen wird. Diese Korngröße ergibt besonders gute Festigkeitswerte.A preferred embodiment consists in that the returned material is ground to a grain size below 0.5 mm. This grain size results in particularly good strength values.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Pellets bei Raumtemperatur unter Zutritt von Luft getrocknet werden. Die Trocknung kann durch Auslagern an der Luft, durch Aufschichten auf gasdurchlässigen Transportorganen oder in einem Durchlaufbunker erfolgen. Bei dieser Ausgestaltung ist keine Zufuhr von Energie zur Trocknung erforderlich.A preferred embodiment is that the pellets at room temperature with the admission of air to be dried. Drying can be done by exposure to air, by layering on gas-permeable Transport organs or take place in a continuous bunker. In this embodiment, no energy supply for drying is required.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Pellets bei Temperaturen zwischen 150 bis 2500C getrocknet werden. Die Trocknung kann mit warmen sauerstoff haltigen Gasen, wie z.B. Abgasen des Drehrohrofens oder anderen Rauchgasen, erfolgen. Bei diesen Temperaturen werden gute Festigkeitswerte in kurzer Zeit erzielt.A preferred feature is that the pellets are dried to 250 0 C, at temperatures between 150th The drying can be done with warm oxygen-containing gases, such as exhaust gases from the rotary kiln or other flue gases. At these temperatures, good strength values are achieved in a short time.
Der Wasserdampfgehalt der zur Trocknung verwendeten Luft oder sauerstoffhaltigen Gase kann entsprechend den gewünschten Festigkeitswerten und Trocknungsbedingungen eingestellt werden.The water vapor content of the used for drying Air or oxygen-containing gases can be used according to the desired strength values and drying conditions can be set.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß das Rückgut dem Material in einer Menge von 2 bis 25 %,A preferred embodiment is that the returned material is added to the material in an amount of 2 to 25%,
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vorzugsweise 5 bis 15 %, bezogen auf die Mischung zugegeben wird. Diese Mengen ergeben gute Festigk«iitswerte bei guten Durchsatzleistungen des Drehrohrofens.preferably 5 to 15%, based on the mixture, is added. These quantities give good strength values with good throughput rates of the rotary kiln.
Die hauptsächlichen Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß es möglich ist, mit relativ geringem Aufwand Pellets für das Wälzverfahren herzustellen, deren Zerfall und Abrieb im Drehrohrofen gering ist und dadurch ein festes Austragsgut erhalten wird, das zum größten Teil für einen direkten Einsatz in den Hochofen geeignet ist.The main advantages of the invention are that it is possible with relatively little effort Manufacture pellets for the rolling process, the disintegration and abrasion of which in the rotary kiln is low and thereby a solid discharge material is obtained, which for the most part for direct use in the Blast furnace is suitable.
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