DE2844948A1

DE2844948A1 - Verwendung eines brennstoff-kalk- pulvers bei der erzeugung von erzsinter

Info

Publication number: DE2844948A1
Application number: DE19782844948
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing Dr In Kaesemann
Original assignee: Alberta Chemische Fabrik GmbH and Co KG
Current assignee: Kaesemann Klaus Dr-Ing 4200 Oberhausen De
Priority date: 1978-10-16
Filing date: 1978-10-16
Publication date: 1980-04-24
Also published as: AU4943679A; DE2844948C2; GB2031861A

Description

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Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Brennstoff-Kalk-Pulvers, erhalten durch Umsetzung von Erdalkalioxiden oder Aluminiumoxid, insbesondere Calciumoxid, mit Wasser in Gegenwart flüssiger und/oder fester Kohlenwasserstoffe als Ersatzbrennstoff für Steinkohlenkoksgrus bei der Erzeugung von Erzsinter.

Aus der DE-OS 23 28 777 ist ein Verfahren zur Abtrennung von in Wasser schwerlöslichen organischen Stoffen aus wässrigen Mehrphasensystemen bekannt. Ein vergleichbares Verfahren zur Beseitigung von Abfallstoffen ist in der DE-OS 23 28 778 beschrieben. Das die schwerlöslichen organischen Stoffe bzw. die Abfallstoffe enthaltende System wird mit einem Erdalkalioxid bzw. Aluminiumoxid versetzt, das mit hydrophobierenden Substanzen, die die Reaktion mit Wasser verzögern, vorbehandelt worden ist. Danach läßt man die Oxide mit dem im System vorhandenen Wasser bzw. mit annähernd stöchiometrischen Mengen Wasser zum Hydroxid reagieren. Als Erdalkalioxid ist insbesondere Calciumoxid geeignet.

Im Verlauf der allmählich einsetzenden Reaktion des Calciumoxids mit dem Wasser zu Calciumhydroxid werden die Fremdstoffe außerordentlich fein und gleichmäßig absorbiert. Das die hydrophoben Hilfsmittel und die Abfallstoffe enthaltende Calciumhydroxid kann infolge seines hydrophoben Verhaltens leicht von einer gegebenenfalls zurückbleibenden wässrigen Phase abgetrennt werden. Außerdem geht das gebildete Calciumhydroxid auch bei längerer Lagerung in Wasser praktisch nicht in Lösung.

Aus der DE-OS 25 33 789 ist ein Erdalkalioxid/Kohlenwasserstoff-Gemisch bekannt, das ähnliche Eigenschaften wie die

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oben genannten Brennstoff-Kalk-Pulver aufweist, jedoch auf anderem Wege hergestellt wird. Es wird hier von einem nichthydrophobierten Erdalkalioxid bzw. Aluminiumalkoholat ausgegangen, in das die Kohlenwasserstoffe zunächst vorverteilt werden; anschließend erfolgt die Reaktion mit Wasser. Um zu verhindern, daß die vorgenannten Reaktionen in umgekehrter Reihenfolge ablaufen, wird so verfahren, daß die Vorverteilungsgeschwindigkeit höher als die Reaktionsgeschwindigkeit ist. Dies wird dadurch erreicht, daß die Vorverteilung in einem hochtourig arbeitenden Mischwerk erfolgt; die Reaktion mit Wasser kann dann außerhalb des Mischwerks erfolgen.

Bezüglich der weiteren Einzelheiten der Herstellung, der Zusammensetzung sowie der Eigenschaften der gemäß den oben genannten Verfahren erhaltenen Brennstoff-Kalk-Pulver wird auf die Vorveröffentlichungen verwiesen.

Es wurde nun gefunden, daß die oben genannten Brennstoff-Kalk-Pulver als Ersatzbrennstoffe für Steinkohlenkoksgrus bei der Erzeugung von Erzsinter, insbesondere Eisenerzsinter, eingesetzt werden können. Dabei können in dem Kalkpulver die flüssigen Kohlenwasserstoffe vollständig oder zum Teil durch feste Kohlenwasserstoffe ersetzt sein. Zu den festen Kohlenwasserstoffen zählen hier auch feste kohlenstoffhaltige Verbindungen, insbesondere Kohlenstaub, der in Form seiner Suspensionen in öl und/oder Wasser in das Brennstoff-Kalk-Pulver bei dessen Herstellung eingebracht werden kann.

Erfindungsgemäß können die Brennstoff-Kalk-Pulver auch bei der Erzeugung von Nichteisenerzsintern eingesetzt werden, z.B. zur Gewinnung von Blei- oder Zinksinter.

Eisenerzsinter wird aus einer Mischung verschiedener feiner Eisenerze unter Verwendung von Steinkohlenkoksgrus erzeugt.

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Hierdurch erhält man die Möglichkeit, die aus den Gruben kommenden, feinen Erze bzw. die in Aufbereitungsanlagen anfallenden Konzentrate dem Hochofen in stückiger Form zuzuführen. Gleichzeitig erreicht man durch Möllerung von Erzen unterschiedlicher Herkunft, die für sich allein schlecht verhüttbar sind, eine Homogenisierung des Hochofeneinsatzes. Durch das genannte Verfahren lassen sich Abfallprodukte der Hütten und anderer Industriezweige, z.B. Gichtstaub, Koksgrus, Kiesabbrände, Walzzunder, Stahlwerksstäube und dergleichen wirtschaftlich wiederverwenden· Bei dem so hergestellten Eisenerzsinter handelt es sich um ein poriges Agglomerat, dessen Porigkeit eine entscheidende Rolle bei der Reduktion im Hochofen spielt. Ferner wird bei der Herstellung von Eisenerzsinter angestrebt, die Reduktionsfähigkeit des Erzes schon auf dem Sinterband zu verbessern. Dies geschieht üblicherweise dadurch, daß man die Bildung von schwer reduzierbaren Kristallphasen verhindert.

üblicherweise werden Feinerze mit Steinkohlenkoksgrus vermischt und gesintert. In der Vergangenheit ist aus wirtschaftlichen Gründen und wegen des beschränkten Angebots an Steinkohlenkoksgrus immer wieder versucht worden, hierfür geeignete Ersatzbrennstoffe zu finden. Die aus zahllosen Fehlschlägen gewonnene Erfahrung zeigt, daß feinkörniger, üblicherweise nicht rollierbarer Brennstoff wirkungslos verbrennt und seine Wärme an das Abgas abgibt.

Es ist daher überraschend, daß sich das eingangs genannte Brennstoff-Kalk-Pulver hervorragend als Ersatzbrennstoff für Steinkohlenkoksgrus bei der Erzeugung von Eisenerzsinter eignet, soweit niedrigsiedende Kohlenwasserstoffe nicht vorhanden sind.

Im Vergleich zu herkömmlichen Ersatzbrennstoffen hat ein beispielsweise aus Kalk und höhersiedenden Kohlenwasserstoffen

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bestehendes Pulver bei der Sinterherstellung mehrere Vorteile:

1. Durch die Zumischung des Pulvers wird die Rollierbarkeit des Sintermöllers erhöht; dies führt zu einer deutlichen Verbesserung der ISO-Festigkeit, der Steigerung der Produktivität bzw. Leistung und zu einem abnehmenden Brennstoffverbrauch -

2. Durch die feine, unter 3 μ liegende Körnung des Pulvers wird seine gleichmäßige Verteilung im Sintermöller erreicht. Dadurch wird eine örtliche Überhitzung des Sinters vermieden, die sich an dem Abfall des FeO-Gehalts in demselben von 9 auf 4 % zeigt, wenn die vorgenannten Ersatzbrennstoffe verwendet werden.

3. Man erhält eine Kristallbildung im Sinter, durch die dessen Reduzierbarkeit im Hochofen deutlich verbessert wird, weil beim Sintern die Bildung von schwer reduzierbarem Fayalit und Sekundärmagnetit verhindert wird. Die labormäßig bestimmte Reduzierbarkeit verbessert sich z.B. in der Weise, daß die Sauerstoffabbaugeschwindigkeit beim Einsatz der oben genannten Ersatzbrennstoffe von 1,3 % O₂/min auf 2,5 % O₂/min steigt. Daraus ergibt sich, daß der Koksverbrauch im Hochofen bei Anwendung eines unter Verwendung dieses Verfahrens hergestellten Sinters um ca. 50 kg pro Tonne Roheisen gesenkt werden kann.

Erfindungsgemäß kann ein Brennstoff-Kalk-Pulver eingesetzt werden, dem während der Herstellung weitere brennbare Stoffe zugesetzt wurden, z.B. kommunaler Klärschlamm. Weiterhin kann man auch Gemische von Schleiföl und Abschleifrückständen

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und dergleichen, die bisher wirtschaftlich schwer verwertbar waren, zusetzen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden Beispielen und den Unteransprüchen.

Zur überprüfung einer praxisnahen Anwendung wurden geeignete Brennstoff-Kalk-Pulver aus folgenden, Brennwerte enthaltenden Basisstoffen hergestellt und bei der Sinterung in der üblichen Versuchspfanne verwendet

1. Schleifrückstände aus der Motorenherstellung

2. Heizöl S

3. Altöl

4. kommunaler Klärschlamm

5. Säureharze.

Dabei wurde das Verhältnis Reaktionsmittel zur Umsetzung nach DE-OS 23 28 777, DE-OS 23 28 778 bzw. DE-OS 25 33 789 zu umzusetzender Flüssigkeit zwischen 70:30 und 50:50 variiert.

Im einzelnen enthielten diese so entstandenen Brennstoff-Kalk-Pulver zwischen 25 und 65 % CaO und brennbare Bestandteile mit einem Hu von 1000-4000 kcal/kg. Ferner waren Fe und andere bei der Verhüttung positiv wirkende Anteile enthalten.

Alle Versuche zur Ermittlung der Sinterfähigkeit beruhten auf einer Basismischung aus den Feinerzen Itabira, Hamersley, Robe River, Lac Jeannine, Carol Lake, den Kreislaufstoffen Gichtstaub, Walzenzunder, den Zuschlagstoffen Quarzsand und Kalkstein und dem Brennstoff Koksgrus. Das Ergebnis war ein gut reduzierbarer und fester Sinter. Für den positiven Einfluß von Brennstoff-Kalk-Pulver auf die Sintereigenschaften seien die folgenden Beispiele genannt:

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Beispiel 1

Ersatz von 10-40 % der üblichen Koksgrusmenge durch die entsprechenden Anteile von Brennwerten aus Brennstoff-Kalk-Pulver .

Dieses Brennstoff-Kalk-Pulver war aus Schleifrückständen hergestellt worden und enthielt 25 % CaO, 16 % C, 30 % Fe und hatte einen Hu von 3000 kcal/kg. Der daraus hergestellte Sinter hatte bei verbesserter Leistung mindestens gleiche Eigenschaften wie die Grundmischung, jedoch stieg die Reduktionsgeschwindigkeit deutlich von 1,3 auf 2,5 % 0₂/min an. Im Vergleich zu dem Versuch mit nicht nach Verfahren gemäß DE-OS 23 28 777, DE-OS 23 28 778 und DE-OS 25 33 789 umgesetzten Schleifrückstand im Anlxeferungszustand unterschieden sich die Sinterkenndaten erheblich in positiver Richtung. Es konnte gezeigt werden, daß sich der Schleifrückstand nur nach einer geeigneten Umsetzung verwenden läßt.

Beispiel 2

Ersatz von 10-30 % der üblichen Koksgrusmenge durch entsprechende Anteile von Brennwerten aus Brennstoff-Kalk-Pulver.

Dieses Brennstoff-Kalk-Pulver war aus Heizöl S hergestellt worden und enthielt a) 47 % CaO, b) 61 % CaO, a) 31 % C, b) 17 % C, und hatte einen Hu von a) 3700 und b) 1900 kcal/kg. Die daraus hergestellten Sinter hatten mindestens gleiche Eigenschaften wie die Grundmischung, jedoch stieg die Reduktionsgeschwindigkeit auf 1,6 an. Im Vergleich zu dem Versuch mit Heizöl S im Originalzustand unterschieden sich die Sinterkenndaten deutlich in positiver Richtung.

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Beispiel 3

Dieses Brennstoff-Kalk-Pulver war aus Altöl hergestellt worden und enthielt 63 % CaO, 16 % C und einen Hu von 1850 kcal/kg. Die daraus hergestellten Sinter hatten mindestens die gleichen Eigenschaften wie die Grundmischung, jedoch stieg bei verbesserter Leistung die Reduktionsgeschwindigkeit auf 1,5 % 0„/min an. Im Vergleich zu dem Verfahren mit Altöl im Originalzustand unterschieden sich die Sinterkenndaten deutlich in positiver Richtung.

Beispiel 4

Dieses Brennstoff-Kalk-Pulver war aus kommunalem Klärschlamm hergestellt worden und enthielt 50 % CaO, 21 % C und hatte einen Hu von 1050 kcal/kg. Die daraus hergestellten Sinter hatten mindestens gleiche Eigenschaften wie die Grundmischung, jedoch stieg die Reduktionsgeschwindigkeit auf 2,0 % O₂/min an. Im Vergleich zu dem Versuch mit kommunalem Klärschlamm im Anlieferungszustand war der Sinter deutlich verbessert.

Beispiel 5

Ersatz von 10-30 % der üblichen Koksgrusmenge durch entsprechende Anteile an Brennwerten aus Brennstoff-Kalk-Pulver.

Dieses Brennstoff-Kalk-Pulver war aus Säureharzen und Rotschlamm hergestellt worden und enthielt 34 % CaO, 16 % C, 5 % Fe und hatte einen Hu von 1950 kcal/kg. Die daraus hergestellten Sinter hatten erfahrungsgemäß mindestens die gleichen Eigen-

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schäften wie die Grundmischung, jedoch ist zu erwarten, daß die Reduktionsgeschwindigkeit auch hier auf mindestens 1,5 % 0„/min ansteigt. Im Vergleich zu Versuchen mit Rotschlamm im Anlieferungszustand zeigte sich, daß Rotschlamm nur nach einer geeigneten Umsetzung wirtschaftlich verwendet werden kann.

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Claims

Patentansprüche

1. Verwendung eines Brennstoff-Kalk-Pulvers, erhalten durch Umsetzung von Erdalkalioxiden oder Aluminiumoxid mit Wasser in Gegenwart flüssiger und/oder fester Kohlenwasserstoffe, als Ersatzbrennstoff für Steinkohlenkoksgrus bei der Erzeugung von Erzsinter.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erdalkalioxid Calciumoxid ist.

3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennstoff-Kalk-Pulver zusätzlich brennbare Abfallstoffe enthält.

4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennstoff-Kalk-Pulver metallhaltige Abfallstoffe enthält.

5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Erdalkalioxiden zu flüssigen und/oder festen Kohlenwasserstoffen 0,5 bis 1 ist.

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BANK: DRESDNER BANK, HAMBURG, 4 030 448 (BLZ 200 800 00) · POSTSCHECK: HAMBURG 147607-200 · TELEGRAMM: SPECHTZIES

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6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steinkohlenkoksgrus durch 2-40 %, bezogen auf den Brennwert, des Brennstoff-Kalk-Pulvers ersetzt ist.

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