DE3831838A1 - Verfahren zur verwertung von stahlwerksfilterstaub und aehnlichem material - Google Patents

Description

Diese Patentanmeldung ist eine Zusatzanmeldung zur Patentanmeldung P 38 23 573.0, die die Verwertung von Eisenoxide und Nichteisenschwermetallverbindungen ent­ haltenden Materialien betrifft. Stahlwerksfilterstaub ist ein derartiges Material, dessen Nichteisenschwer­ metallgehalt hauptsächlich durch Zinkverbindungen gege­ ben ist.

Die vorliegende Erfindung stellt sich u. a. die Aufgabe, aus Stahlwerksfilterstaub und anderen Eisenoxide und Nichteisenschwermetallverbindungen enthaltenden Materi­ alien zur Stahlerzeugung geeignetes metallisches Eisen sowie Nichteisenschwermetalle in metallischer Form, insbesondere metallisches Zink, zu gewinnen. Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es diese Gewin­ nung bei möglichst niedrigen Temperaturen, mit möglichst kurzen Verweilzeiten, mit möglichst wenig Erhitzungs­ prozessen und unter geringstem Energieaufwand durchzu­ führen.

Die Erfindung löst diese Aufgaben mittels eines Ver­ fahrens zur Verwertung von Eisenoxide und Nichteisen­ schwermetallverbindungen enthaltenden Materialien nach Anspruch 1 der Patentanmeldung P 38 23 573.0, das da­ durch gekennzeichnet ist, daß diese Materialien bei Glühtemperaturen unterhalb 900°C mit Wasserstoff oder mit Kohlenmonoxid oder mit Kohlenwasserstoffgasen oder mit Gemischen mindestens zweier dieser Gase behandelt werden und daß nach dieser Behandlung die durch die Behandlung entstandenen metallischen, hauptsächlich aus Nichteisenschwermetallen bestehenden Granulate vom übrigen behandelten Material mechanisch oder magnetisch abgetrennt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden am Beispiel von Stahlwerksfilterstaub erläutert, der ca. 40% Eisenoxide, ca. 30% schlackenbildende Verbindun­ gen der Elemente Aluminium, Calcium, Sauerstoff, Sili­ cium und ca. 30% Verbindungen von Nichteisenschwer­ metallen enthält. Die letztgenannten 30% lassen sich aufteilen in ca. 15% metallisches Zink, ca. 3% metal­ liches Blei, ca. 2% andere metallische Nichteisen­ elemente und ca. 10% als Verbindungspartner vorhandene chemische Elemente, wie Sauerstoff und auch Eisen, weil eisenhaltige Mehrfachoxide, z. B. Zinkferrit, im Stahl­ werksfilterstaub enthalten sind. Genaue Prozentangaben sind für die Erläuterung der Erfindung unwesentlich, denn das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auf Stahl­ werksfilterstäube und ähnliche Materialien mit unter­ schiedlichsten Gehalten an Eisenoxiden und Nichteisen­ schwermetallverbindungen erfolgreich anwenden.

Der Stahlwerksfilterstaub wird erfindungsgemäß in einem sich hin und her drehenden von Erdgas durchströmten Rohr etwa 20 bis 30 Minuten einer Temperatur von ca. 650 bis 870°C ausgesetzt und danach unter Luftaus­ schluß abgekühlt. Die bei dieser reduzierenden Tempe­ raturbehandlung entstandenden Zinkkörnchen werden vom übrigen Staub durch Sieben oder Windsichten oder durch Magnetabscheidung getrennt. Die Zinkkörnchen enthalten andere Nichteisenschwermetalle (in Abhängigkeit vom Ausgangsmaterial auch Kupfer) einlegiert und werden der Verwertung nach üblichen metallurgischen Verfahren zu­ geführt. Der übrige Staub enthält nach dieser Behand­ lung metallisches Eisen, das für die Stahlerzeugung brauchbar ist. Die im übrigen Staub enthaltenen schlac­ kenbildenden Substanzen stören dabei nicht, da sie sich mit der im Stahlofen ohnehin entstehenden Schlacke ver­ einigen. Der übrige Staub kann nach der Abtrennung des Zinkgranulats selbstverständlich, falls erforderlich, einer Nachreduktion bei höheren als den hier angewen­ deten Temperaturen unterworfen werden.

Die hier beispielhaft genannten Verweilzeiten und Tem­ peraturen sollen die Allgemeingültigkeit des Erfindungs­ gedankens nicht einschränken. Wesentlich ist es, daß die Temperaturführung eine Granulatbildung des bei der Reduktion gebildeten metallischen Zinks bewirkt und andererseits ein Verdampfen des Zinks weitgehend ver­ meidet; was von jedem Fachmann bewerkstelligt werden kann. Die Temperatur wird also zweckmäßig zwischen der Schmelz- und der Siedetemperatur von Zink gehalten werden. Auch das hier genannte Erdgas ist nur ein spe­ zielles Beispiel für die im Hauptanspruch der Hauptan­ meldung gekennzeichneten Gase, die im folgenden kurz "Reduktionsgase" genannt werden.

Erfindungsgemäß kann das Verfahren auch modifiziert werden: Das pulverförmige Ausgangsmaterial, z. B. Stahl­ werksfilterstaub, wird angefeuchtet und pelletiert oder zu Strängen extrudiert. Es wird mit Wasser oder mit wässerigen Emulsionen oder Suspensionen von Hilfsstoffen angefeuchtet. Hilfsstoffe sind z. B. fette Öle, Mineral­ öle, auch polymerisierbare, polykondensierbare oder hydraulisch härtende Substanzen. Die zunächst im Grün­ zustand vorliegenden Pellets oder Stränge werden bei ca. 150 bis 300°C getrocknet oder verfestigt. Dann werden sie kontinuierlich im Gegenstrom zum Reduktionsgasstrom der Temperaturbehandlung unterworfen. Dabei erhalten die Pellets oder Stränge einen Überzug feiner Zinkkügelchen, weil das bei der Reduktion entstehende metallische Zink aus dem Inneren der Pellets oder Stränge nach außen dringt. In rotierenden Trommeln wird dieser rauhe Zink­ überzug abgerieben. Der Trommelinhalt wird danach ge­ siebt. Das Siebgut ist der Zinkabrieb, der Siebrück­ stand besteht aus den vom Zinküberzug befreiten Pellets oder Strangstücken. Diese können der Strahlerzeugung direkt zugeführt werden oder auch vorher noch, falls erforderlich, einer Nachreduktion bei höheren als hier angewendeten Temperaturen oder auch bei gleichen Tem­ peraturen mit längeren Verweilzeiten unterworfen werden. Auch hier enthält der Zinkabrieb, sofern im Ausgangs­ material enthalten, andere einlegierte Nichteisenschwer­ metalle.

Die aus dem Reduktionsofen entweichenden Rauche und Gase werden, wie z. B. in der Patentanmeldung P 36 39 807.1 beschrieben, gewaschen und die danach noch in ihnen enthaltenen reduzierenden Gase nach Ergänzung in den Kreislauf zurückgeführt.

Claims (1)

1. Verfahren zur Verwertung von Eisenoxide und Nichteisen­ schwermetallverbindungen enthaltenden Materialien nach Anspruch 1 der Patentanmeldung P 38 23 573.0, dadurch gekennzeichnet, daß diese Materialien bei Glühtempe­ raturen unterhalb 900°C mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 der Patentanmeldung P 38 23 573.0 genannten Gasen behandelt werden und nach der Behand­ lung die durch die Behandlung entstandenen metalli­ schen, hauptsächlich aus Nichteisenschwermetallen bestehenden Granulate vom übrigen behandelten Material mechanisch oder magnetisch abgetrennt werden.