DE60215398T2

DE60215398T2 - Kaltbrikettierung und pelletierung von mineralischen feinteilchen unter verwendung eines eisenhaltigen hydraulischen bindemittels

Info

Publication number: DE60215398T2
Application number: DE2002615398
Authority: DE
Inventors: Bansidhar Nayak; Vibhuki K. Mishra
Original assignee: Council of Scientific and Industrial Research CSIR
Current assignee: Council of Scientific and Industrial Research CSIR
Priority date: 2002-12-02
Filing date: 2002-12-02
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2022-12-03
Also published as: DE60215398D1; DK1579016T3

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kaltbrikettierung und Pelletierung von Eisen- oder Nicht-Eisenerzen oder mineralischen Feinteilchen durch eisenhaltiges, hydraulisches, mineralisches Bindemittel zur metallurgischen Anwendung.
Stand der Technik
Agglomerierte Produkte, wie Briketts, Pellets und Blöcke, hergestellt aus feinen Derivaten von Oxiden und Metallen aus Eisen, Kalkstein, Dolomit, Dunit, festem Kohlenstoff etc. durch eisenhaltiges, hydraulisches, mineralisches Bindemittel werden geeignete Anwendungen als ein Zuführmaterial im Hochofen zur Extraktion von Eisen, in Dreh- und Schaftöfen zur Reduktion und Oxidation, Rösten und Sintern, in Tunnel-, Kammer- und Bewegtgitterarten von Öfen für Calcinierungen, Rösten und Sintern finden.
Agglomerationsverfahren zur Brikettierung und Pelletierung sind zur Umwandlung von Feinteilchen und pulverförmigen Derivaten von Erzen, Mineralien, Rückstand und festen Abfällen in klumpenförmige Größen für verschiedene industrielle Anwendungen gut bekannt. Dies ist eine übliche Praxis in der Eisen- und Stahlindustrie zur Verwendung von Feenthaltenden Feinmaterialien in metallurgischen Öfen. Viele Verfahrensentwicklungen sind für die Herstellung von Briketts und Pellets aus verschiedenen metallurgischen Feinstoffen durch heiße und kalte Verfahren gemacht worden. Abhängig von der Natur der Feinteilchen, der Ölkontamination, der Mineralassoziation und den strukturellen Fe-Phasen sind sowohl heiße als auch kalte Verfahren entwickelt worden, um Briketts und Pellets herzustellen.
Das japanische Patent 8135,731 mit Datum vom 8. April 1981 (C1. C22 B1/14), von Jpn. Kokai Tokkyo Koho (Sumitomo Metal Int. Ltd.) beschreibt die Herstellung von kalten Eisenerzbriketts unter Verwendung von Zement (OPC) durch Härtung bei 90°C für 24 Stunden und Trocknen bei 90°C Temperatur für 1 Stunde, um eine Druckfestigkeit in der Größenordnung von 256 kg zu erlangen.
De Souza Neto et al., brasilianisches Patent Pedido PI 7705,932, mit Datum 3. April 1979 (C1. C22 B1/242), beschreibt eine Brikettierung von Fe-Erzfeinstteilchen unter Verwendung von Bindemitteln wie hydratisiertem Kalk, Melassen, Bentonit, Na-Silikat, Zement (OPC/pozz.), Na₂SO₄, Teer, Dextrin oder Manniokmehl.
Das japanische Patent JP 60 33 319 (85 33 319) mit Datum 20. Februar 1985 (C1. C22 B1/14) von Nippon Kokan K.K. et al., beschreibt die Verwendung von 5 bis 15% basischer Schlacke als Bindemittel bei der Herstellung von Briketts von Eisen- und Nicht-Eisenerzen durch Wärmebehandlung bei 5 bis 200°C Temperatur und dann Dampfhärtung.
Das japanische Patent 80,100,940 mit Datum 1. August 1980 (C1. C22 B1/14) von Nippon Kokan K.K. und Kokai Tokkyo Koho, beschreibt die Verwendung von Zement (OPC) als Bindemittel beim Brikettieren von Eisenerz durch Härten für 3 Tage bei Raumtemperatur und dann Dampfhärten bei 100°C und dann Trocknen bei 100 bis 500°C zur Entwicklung von Festigkeit.
Austin Lawrence J. et al., deutsches Patent 26 14 452 mit Datum vom 13. Oktober 1977 (C1. C22 B1/244) beschreibt ein Brikettieren von Fe-Schwammstaub mit bituminösem Bindemittel, wie einer wäßrigen Emulsion von Mineralöl.
Knill Kenneth G, et al., deutsches Patent 26 05 215 mit Datum vom 26. August 1976 (C1. B22 F1/00) beschreibt ein Brikettieren von Stahlspänen, Spänen und Abfallstaub unter Verwendung von faserartigem Material, hohem Aluminiumoxidzement, Kalkstein als Bindemittel.
„Present state of sponge iron briquettes in consideration of the selection of the binder agent" von Maschinenfabrik Koeppern GmbH & Co. KG, Hattinger, Deutschland, MPT Metall. Plant Technol., 1981, 5(2) beschreibt die Verwendung von Wasserglas, Melassen, verbrauchter Sulfatlauge, Pech und Bitumen als Bindemittel für heißes und kaltes Brikettieren von Schwameisenfeinteilchen.
Kudryavtsev, O.M. et al. (UdSSR) Intensif. Protesessov. Domennoi Plavki Osvoenie Pechei Bol'shogo Ob'ema, 1979 (5) 28-30 veranschaulicht ein Heißbrikettieren für metallisierte Feinteilchen bei 700 und 800°C Temperatur.
Kiwaki Yoshihiro et al. (Onoda Cement Co., Ltd., Nippon Steel Corp.), Jpn. Kokai Tokkyo Koho, JP 60,184,642 (85,184,642) (C1. C22 B1/243), 20. September 1985, beschreibt die Verwendung von Zement (OPC) als ein Bindemittel zur Brikettierung von Fe-Erzfeinteilchen.
In ähnlicher Weise beschreiben die Verfahren zur Herstellung von Fe-Pellets, Lotosh V.E. et al., UdSSR-Patent Nr. 730,844 (C1. C22 B1/243), 6. Mai 1980, die Verwendung von Zement (OPC), Erdmetallen und Chloridsalzen als einen mechanischen Aktivator zur Herstellung von kaltgebundenen Eisenerzpellets.
Salykin A.A. et al., UdSSR Patent Nr. 648,626 (C1. C22 B1/243), 25. Februar 1979, beschreibt die Verwendung von Bindemitteln wie Polymethacrylamid, Soda, Bentonit in der kalten Pelletesierung von Eisenerzmaterialien.
Sasaba Minoru, Tesu to Hogan, 1985, 71 (15), 1780-6, Japan, veranschaulicht die Verwendung von speziell entwickeltem Bindemittel aus LD-Schlacke und Aluminium-Schlamm-Mischungen durch Schmelzen zur Herstellung von kalt gebundenen Fe-Erzpellets.
Furui Takeo et al. (Nippon Steel Corp.) Japan Kokai 7711103 (C1. C22 B1/14), 27. Januar 1977 offenbart die Verwendung von Zementklinker und Kalksteinmischung als Bindemittel, was mit Eisenerzmaterial durch Vermahlen zur Herstellung von nicht-gesinterten Pellets vermischt wird.
Munrio Neil et al. (British Steel Corp.) Ger Offen. 26 22 348 (C1. C22 B1/14), 2. Dezember 1976, offenbart die Verwendung von Bentonit und Wasser als Bindemittel zur Herstellung von Fe-Erzpellet durch Sintern auf einem Gitter, um gewünschte Festigkeit und Eigenschaften zur BF-Anwendung zu erhalten.
US-A-5,395,441 offenbart Briketts aus Walzsinter und Hochofenstaub mit einem Bindemittel aus Portlandzement und Bentonit.
Patent JP-A-51037851 B an Onoda Cement Co. (18 Oktober 1976) offenbart eine Pelletierung von Eisenerz zu Pellets von 20 mm Durchmesser mit einem Bindemittel aus Portlandzementklinker in der Gegenwart einer wäßrigen Lösung aus Glykolen oder Aminen, zum Beispiel Triethanoamin.
Frühere Erfindungen offenbaren die Verwendung von verschiedenen Arten von organischen und anorganischen Materialien, wie Kalk, Melassen, Cellulose, Dextrin, Harz, Bentonit, Kunststoffton, Kalkstein, Dolomit, Zementen, Schlacke, Mineralöl, Teer, Phenol, Erdmetallsilikat, Chlorid und Sulfate als Bindemittel beim Brikettieren und Pelletieren von Eisen enthaltenden Erzen und Feinteilchen durch heiße und kalte Verfahren, die ein Härten bei normaler atmosphärischer Umgebung einschließen, unter Dampfdruck und unter Wärme bei 200 bis 800°C Temperatur zum Härten, um sie zur B.F.-Verwendung geeignet zu machen. Einige der Verfahren beschreiben ebenfalls ein Sintern der kaltgebundenen Briketts und Pellets bei 1.200°C Temperatur zur Hochofenverwendung. Einige der Verfahren beschreiben ferner die Verwendung von Öl-kontaminierter Eisen-Schlacke durch Erwärmen zum Entölen und Heißbrikettieren.
Die Nachteile der früheren Verfahren sind die Verwendung einer großen Vielzahl von Bindemittelmaterialien, Dampfhärtung, Wärmehärtung, Sintern und Heißkompaktierung unter Druck beim Herstellen von Briketts und Pellets, die energieintensiv sind. Die meisten der organischen und anorganischen Bindemittel dissoziieren bei geringer Temperatur (unter 600°C) und lösen sich leicht in Wasser, so daß die Briketts und Pellets, die aus diesen Bindemitteln hergestellt werden, eine nicht zufriedenstellende Leistung in bezug auf Beständigkeit, Widerstandsfähigkeit gegenüber Feuchtigkeit, Volumenstabilität und thermische Stabilität geben. Zusätzlich resultiert die Verwendung von Sulfat, Alkali, Chlorid, Phosphat tragenden Bindemitteln in einer schlechten Sinterfähigkeit und Reduzierbarkeit von Briketts und Pellets. Diese Arten von Bindemitteln fügen ebenfalls schädliche Verunreinigungen in das metallurgische Verfahren ein und erzeugen eine Emission von schädlichen und korrosiven Gasen, die eine Zerstörung der Ofenlebensdauer und Luftverschmutzung verursachen. Somit gibt es eine Notwendigkeit, ein Verfahren bereitzustellen, das die zuvor genannten Begrenzungen überwindet.
Aufgaben der vorliegenden Erfindung
Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Verfahren zum Kaltbrikettieren und Pelletieren von Eisen- oder Nichteisenerzen oder mineralischen Feinteilchen durch eisenhaltiges, hydraulisches, mineralisches Bindemittel zur metallurgischen Anwendung bereitzustellen, welches die oben beschriebenen Nachteile vermeidet.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Brikettierungs- und Pelletierungsverfahren bereitzustellen, das energieintensive Verfahren, wie Wärmehärtung, Dampfhärtung, thermische Behandlung, Heißpressung, eliminiert.
Eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Brikettierungs- und Pelletierungsverfahren bereitzustellen, das die Verwendung von teuren und vielen Varietäten an Bindemittelmaterialien, die unerwünschte Bestandteile ausbilden, die für metallurgische Betriebe schädlich sind, ersetzt.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Brikettierungs- und Pelletierungsverfahren bereitzustellen, das Briketts und Pellets mit verbesserten chemischen, physikalischen, thermischen und Volumenstabilitätseigenschaften erzeugt und das eine bessere metallurgische Leistung ergibt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Brikettierungs- und Pelletierungsverfahren bereitzustellen, das eine breite Vielzahl an Rohmaterialien verwendet, um Brikett, Pellet, Mikrokörnchen und Block herzustellen, die zur Anwendung in metallurgischen und Hochtemperaturöfen geeignet sind.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Brikettierungs- und Pelletierungsverfahren bereitzustellen, das alle Arten an Mineralien verwendet, einschließend Fe-Oxid und kohlenstoffhaltige Materialien als solche oder in Kompositmischungen, um Brikett, Pellet, Mikrokörnchen und Block herzustellen, die zur Anwendung in metallurgischen und Hochtemperaturöfen geeignet sind.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, das Brikettierungs- und Pelletierungsverfahren energieeffizient, abgasfrei und kosteneffektiv zu machen.
Zusammenfassung der Erfindung
Demzufolge stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Kaltbrikettierung und Pelletierung von Eisen- oder Nicht-Eisenerzen oder mineralischen Feinteilchen unter Verwendung von eisenhaltigen, hydraulischen, mineralischen Bindemitteln für metallurgische Anwendungen bereit, wobei das Verfahren aus den Schritten besteht: Mischen von 80-95 Gew.-% eines metallurgischen/mineralischen/kohlenstoffhaltigen/Öl-kontaminierten Staub/Feinteilchen/Schlamms mit 3-10 Gew.-% an eisenhaltigem, hydraulischem, mineralischem Bindemittel, wie es in Anspruch 1 dargelegt ist, und optional mit 2-6 Gew.-% Wasser und 0,05 bis 0,20 Gew.-% eines Tensids, um eine homogenisierte trockene Mischung/Slurry zu bilden, Pelletisieren/Kompaktieren der trockenen Mischung/Slurry, um eine agglomerierte Masse zu bilden, und Härten der agglomerierten Masse für 3-20 Tage durch Exponieren der agglomerierten Masse gegenüber atmosphärischer Luft für 10-14 Stunden gefolgt von einer Feuchtigkeitsbehandlung.
Detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung
Ein Verfahren zur Kaltbrikettierung und Pelletierung von Eisen- oder Nicht-Eisenerzen oder mineralischen Feinteilchen unter Verwendung von eisenhaltigen, hydraulischen, mineralischen Bindemitteln für metallurgische Anwendungen, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:

(a) Mischen von 84-95 Gew.-% eines metallurgischen/mineralischen/kohlenstoffhaltigen/Öl-kontaminierten Materials in der Form von Staub/Feinteilchen/Schlamm mit 4-10 Gew.-% eines eisenhaltigen, hydraulischen, mineralischen Bindemittels mit einer oder mehreren eisenhaltigen Mineralphasen ausgewählt aus CaO-Fe₂O₃, CaO-Al₂O₃-Fe₂O₃ und CaO-Fe₂O₃-MgO-SiO₂, und optional mit 2-6 Gew.-% und 0,05 bis 0,20 Gew.-% eines Tensids, um eine homogenisierte trockene Mischung/Slurry zu bilden;
(b) Pelletieren/Kompaktieren der trockenen Mischung/Slurry aus Schritt (a), um eine agglomerierte Masse zu bilden, und
(c) Härten der agglomerierten Masse aus Schritt (b) für 3-20 Tage durch Exponieren der agglomerierten Masse gegenüber atmosphärischer Luft für 10-14 Stunden gefolgt von einer Feuchtigkeitsbehandlung.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird metallurgischer/mineralischer/kohlenstoffhaltiger/Öl-kontaminierter Staub/Feinteilchen/Schlamm ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Eisen enthaltenden Erzen, Hochofenstaub und -schlamm, basischem Sauerstoffofenstaub (BOF) und -schlamm, Walzsinter und Öl und Kohlenstoff-kontaminiertem Schlamm und Feinteilchen, Kalk, Kalkstein, Dolomit, Dunit, Quartzit, Koks, kohlenstoffhaltigen Materialien und Mischungen derselben.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das eisenhaltige, hydraulische, mineralische Bindemittel 20-25 Gew.-% Fe₂O₃, 40-60 Gew.-% CaO und MgO und 12-18 Gew.-% SiO₂ + Al₂O₃.
In noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Tensid Triethanolamin.
In noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die agglomerierte Masse in der Form von zylindrischen Blöcken/Briketts/Pellets/Mikrokörnchen.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die granulometrische Größe der Mischung etwa 10 mm für Block/Brikett.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die granulometrische Größe der Mischung etwa 2 mm für Pellets/Mikrokörnchen.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das eisenhaltige, hydraulische, mineralische Bindemittel ein trockenes Pulvermaterial von einer Feinheit von Teilchen, die wenigstens zu 90% durch ein 170 mesh BSS-Sieb gelangen und eine minimale Oberfläche von 300 m²/kg (Blaine) aufweisen.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird Wasser während des Schritts des Mischens in Schritt (a) zugegeben, wenn die agglomerierte Masse in der Form von Blöcken oder Briketts herzustellen ist.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in Schritt (b) die Slurry zu einer Walz- oder Kompaktierungspressvorrichtung zugeführt, um die Blöcke oder Briketts zu bilden.
In noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beaufschlagt die Walz- oder Kompaktierungspressvorrichtung eine Kompaktierungslast im Bereich von 0,5 bis 5 Tonnen.
In noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in Schritt (b) die trockene Mischung zu einem Trommel- oder Scheibengranulator zugeführt, wenn die agglomerierte Masse in der Form von Pellets oder Mikrokörnchen sein soll.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden Wasser und Tensid zu der trockenen Mischung im Trommel- oder Scheibengranulator zugegeben, um die Pellets oder Mikrokörnchen zu bilden.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sollte die trockene Mischung wenigstens 6 Gew.-% eisenhaltiges, hydraulisches, mineralisches Bindemittel zum Herstellen von Pellets/Mikrokörnchen enthalten.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sollte die Slurry wenigstens 3 Gew.-% eisenhaltiges, hydraulisches, mineralisches Bindemittel zum Herstellen von Blöcken/Briketts enthalten.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt die Größe der Pellets im Bereich von 8-16 mm.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt die Größe der Mikrokörnchen im Bereich von 2-8 mm.
In noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Granulierungszeit im Bereich von 8 Minuten bis 12 Minuten, um Pellets oder Mikrokörnchen zu bilden.
In noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die agglomerierte Masse durch Exponieren der agglomerierten Masse für 3-20 Tage gegenüber atmosphärischer Luft für 12 Stunden gehärtet, gefolgt von einer Feuchtigkeitsbehandlung der agglomerierten Masse.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erreicht die Kaltfestigkeit der Blöcke oder Briketts, die so hergestellt wurden, etwa 10 MPa bis etwa 40 MPa in etwa 20 Tagen.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erreicht die Kaltfestigkeit der Pellets oder Mikrokügelchen, die so hergestellt wurden, etwa 4 MPa bis etwa 18 MPa in etwa 20 Tagen.
Kurze Beschreibung der beigefügten Zeichnungen
In den Zeichnungen, die der Beschreibung beigefügt sind, stellt bzw. stellen
1(a) bis (d) den Effekt einer Kompaktierungsbelastung und den Prozentanteil an eisenhaltigem, mineralischem Bindemittel auf Kaltdruckfestigkeit von zylindrisch geformten Briketts dar.
2 die Druckfestigkeit von Eisenoxidpellets in der Gegenwart von eisenhaltigem, mineralischem Bindemittel am 20. Tag des Härtens in Wasser dar.
3 die Leistung des eisenhaltigen, hydraulischen, mineralischen Bindemittels in Bezug auf die Festigkeit beim normalen Gießen und Gießen unter verschiedenen Kompaktierungsdrücken dar.
4 das typische Phänomen in Verlust und Gewinn der Festigkeit in den gegossenen Würfeln von eisenhaltigem, hydraulischem, mineralischem Bindemittel bei erhöhten Temperaturen dar.
5 die Festigkeit bei erhöhter Temperatur von Eisenoxidbriketts dar.
6 den Trend in der Retention der Festigkeit von Eisenoxidbriketts unter reduzierender Atmosphäre bei erhöhter Temperatur dar.
7 den Trend in der Retention der Festigkeit von Eisenoxidpellets unter reduzierender Atmosphäre bei erhöhter Temperatur dar.
8 die Photomikrographie dar, die den Bindungsmechanismus von Fe-Oxidteilchen durch die Bindemittelphase in einem agglomerierten Produkt nach oxidierendem Erwärmen bei 1.050°C dar.
9 die Photomikrographie dar, die das Ausmaß der Reduktion von Fe-Oxiden zu Fe-Metall nach Behandlung des agglomerierten Produkts in einer beschränkten Kokskammer bei 1.050°C für eine einstündige Dauer dar.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung wird unten im Detail und in den Beispielen beschrieben, die zur Veranschaulichung gegeben werden und nicht ausgelegt werden sollten, um den Umfang der Erfindung in irgendeiner Weise zu begrenzen.
Eisenhaltiges, hydraulisches, mineralisches Bindemittel, Tensid und Wasser sind die Bestandteile, die mit unterschiedlichen Arten von metallurgischen und mineralischen Feinteilen zur Formulierung von Mischungen zur Herstellung von Blöcken, Briketts, Pellets und Mikrokörnchen vermischt werden. Das eisenhaltige, hydraulische, mineralische Bindemittel ist ein pulverförmiges Material mit einer Feinheit an Teilchen, so daß wenigstens 90% durch ein 170 mesh BSS-Sieb gelangen, und mit einer minimalen Oberfläche von 300 m²/kg (Blaine), wie Portlandzement. Das Bindemittel hydratisiert in der Gegenwart von Wasser und entwickelt eine Bindungsfestigkeit. Das Tensid ist in der Form einer Flüssigkeit, die für eine leichte Dispersion des Bindemittels sorgt und den Bindungseffekt an öligen und kohlenstoffhaltigen Teilchen verbessert. Abhängig von der Art der eisenhaltigen Phasen, dem Gehalt an anderem mineralischen Material, festem Kohlenstoff, dem Gehalt an Öl und Feuchtigkeit werden die Bestandteile gemischt, um homogenisierte Mischungen in trockenem oder halbfeuchtem Zustand herzustellen. Gemäß der Verwendung der Mischung zur Brikettierung und Pelletierung wird die Zugabe von Wasser durchgeführt. Normale Brikettierungsmischungen werden in feuchter Form hergestellt, wo Wasser während des Mischens zugegeben wird. Im Falle einer Granulierung zur Pelletherstellung wird eine trockene Mischung mit einer Zugabe von Wasser während der Pelletierung verwendet. In bestimmten Fällen wird das Tensidagens ebenfalls zusammen mit Wasser verwendet. Triethanolamin ist das Tensid und es wird zusammen mit Wasser (5 ml/l Wasser als minimale Dosis) abhängig vom Bindemittelgehalt zur leichten Dispersion und Verbesserung der Bindungseigenschaft des Bindemittels auf Teilchen mit öliger Oberfläche verwendet. Basierend auf der Mischungszusammensetzung und dem Gehalt an eisenhaltigem, mineralischem Bindemittel wird die Zugabe von Wasser demzufolge durchgeführt, um das Verhältnis zwischen 0,2 bis 1,8 W/B (Wasser:Bindemittel) zur einheitlichen Hydratisierung des Bindemittels bei der Herstellung von Brikett, Pellet oder Mikrokörnchen durchgeführt. Die Feinteilchen in einem Bereich einer Größe von bis zu 10 mm bzw. bis zu 2 mm werden als die granulometrischen Fraktionen bei der Herstellung von Block oder Brikett bzw. Pellet oder Mikrokörnchen verwendet. Im Falle der Brikettierung die zu den Walz- oder Kompaktierungspreßvorrichtungen oder -maschinen zugeführte Mischung, um Briketts und Blöcke herzustellen. Basierend auf der Zusammensetzung und der Art der Feinteilchenderivate und der Teilchengröße des gemischten Materials wird die Kompaktierungsbelastung oder der Druck von 0,5 bis 5 Tonnen zur Herstellung von brikettierten oder blockförmigen Produkten beaufschlagt. Der Bindemittelgehalt in der Mischung für Briketts und Blöcke macht 3 bis 10% auf einer Gewichtsbasis aus. Höhere Prozentanteile des Bindemittels sind ebenfalls abhängig von der Anwendung des Produkts einsetzbar.
Trockene oder halbfeuchte Mischung bestehend aus einer Teilchengröße von bis zu 2 mm wird zu den Trommel- oder Scheibengranulatorvorrichtungen zur Herstellung eines ballförmigen Pellets oder eines mikrokörnigen Teilchens durch Zugabe einer erforderlichen Menge an Wasser zugeführt. Kugelmühlenzeit der Mischung beträgt 5 bis 10 Minuten zur Herstellung von Pellets mit einem Durchmesser von 8 bis 20 mm und Mikrokörnchen mit Größen von weniger als 8 mm. Die Herstellung dieser agglomerierten Produkte an Briketts, Blöcken und Pellets aus einer feuchten Mischung erfolgt bevorzugt innerhalb von 5 Stunden von der Zeit des Kontakts mit Wasser mit dem Bindemittel, um den Effekt einer falschen Setzung und Trocknung zu vermeiden.
Die Grünbriketts, -blöcke und pelletierten -produkte werden gegenüber Atmosphäre für 12 Stunden exponiert gehalten, und dann wird jeweils nach einem Intervall von 12 Stunden Feuchtigkeit zum Härten aufgesprüht und um Kaltfestigkeit zu entwickeln. Das Brikett, der Block und das Pellet erlangen allmählich Festigkeit mit der Zeit und der Wasserhärtung. Hydratisierungsfestigkeit des Bindemittels ist ein allmähliches Verfahren über die Zeit, und am 20. Tag erlangt das Produkt eine Festigkeit von beinahe 95%. Jedoch wird in 3 bis 7 Tagen etwa 50 bis 70% der Gesamtfestigkeit im Produkt erhalten. Abhängig von der Art der eisenhaltigen, metallurgischen Derivate, der mineralischen Feinteilchen, der Teilchengröße, des Bindemittelgehalts von 3 bis 10% und der Kompaktierungsbelastung von 0,5 bis 5 Tonnen erreicht die Kaltfestigkeit der brikettierten und blockförmigen Produkte 10 bis 40 MPa am 20. Tag. Grünfestigkeit der brikettierten und blockförmggen Produkte in der Gegenwart des Bindemittels unmittelbar nach dem Gießen erlangt 20-30 kg/cm² als kompressive Festigkeit, um 3 bis 4 Tropfen aus einem Meter Höhe auf einer Stahlplatte auszuhalten, was eine ausreichende Grünfestigkeit zum leichten Transport durch ein Förderband oder irgendein anderes Mittel zum Transport zum weiteren Härten trägt. 1(a), (b), (c) und (d) veranschaulichen den Effekt der Kompaktierungsbelastung und des Prozentanteils an eisenhaltigem, mineralischem Bindemittel auf Kaltdruckfestigkeit der zylindrisch geformten Briketts bestehend aus Eisenoxidteilchen (~6,3 mm groß) nach 1, 3, 7 und 20 Tagen Härtung in Wasser. Im Falle der Herstellung des Pellets durch Kugelmahlen in Scheiben- oder Trommelgranulatoren erreicht die Druckfestigkeit am 20. Tag des Härtens in Wasser 4 bis 18 MPa in der Gegenwart von 6 bis 18% Bindemittel. 2 veranschaulicht die Druckfestigkeit von Eisenoxidpellets (8 bis 12 mm im Durchmesser) in der Gegenwart von eisenhaltigem, mineralischem Bindemittel am 20. Tag des Härtens in Wasser. Abhängig von der Chemie des Zugabematerials für metallurgische Anwendungen, ist eine höhere Festigkeit im brikettierten und pelletierten Produkt unter Verwendung eines höheren Prozentanteils an Bindemittel erreichbar.
Eisenhaltiges, hydraulisches, mineralisches Bindemittel spielt eine beträchtliche Rolle darin, die Kaltfestigkeit durch Hydratation im agglomerierten Produkt zu entwickeln. Chemische Bestandteile des Bindemittels variieren von 20 bis 45% Fe₂O₃, 40-60% CaO+MgO und 12 bis 18% SiO₂+Al₂O₃. Mineralogisch existieren diese Oxide des Bindemittels in unterschiedlichen Fest-Lösungs-Strukturen von CaO-Fe₂O₃, CaO-Al₂O₃-Fe₂O₃, CaO-Fe₂O₃-MgO-SiO₂ und CaO-SiO₃, die bei einer Hydratation eine Bindungseigenschaft vermitteln. Das Bindemittel ist ein ultrafeines pulverförmiges Material bestehend aus diesen eisenhaltigen, mineralischen Phasen. Das Bindemittel selbst erreicht beim Gießen (Würfel) unter Verwendung einer Pastenmischung eines geeigneten Wassergehalts die Festigkeit bei Hydratation in der Größenordnung von 70-85 MPa. Bei Gießen der gleichen Paste unter Kompaktierungsdruck erhöht sich jedoch die Hydratationsfestigkeit auf 20 oder 30% über die normale Festigkeit hinaus. 3 veranschaulicht die Leistung des eisenhaltigen, hydraulischen, mineralischen Bindemittels auf die Festigkeit bei normalem Gießen (CCP 0) und bei Gießen unter Kompaktierungsdruck (CCP) von 1, 2, 3 Tonnen. Bei erhöhter Temperatur zeigt der gegossene Würfel des Bindemittels einen marginalen Verlust an Hydratationsfestigkeit innerhalb von 800°C aufgrund des Verlustes an Struckturwasser. Die Festigkeit des Bindemittels erhöht sich signifikant bei über 800°C Temperatur aufgrund der Bindung der ausgefallenen Oxidphasen. 4 veranschaulicht das typische Phänomen bezüglich des Verlusts und des Gewinns der Festigkeit in den gegossenen Würfeln von eisenhaltigem, hydraulischem, mineralischem Bindemittel bei erhöhter Temperatur. Ein ähnliches Phänomen von Verlust und Gewinn an Festigkeit des Bindemittels bei erhöhter Temperatur herrscht in den agglomerierten Produkten vor. Das Bindemittel fügt durch nützliche Bestandteile aus Eisen und Kalk Wert zu dem Produkt zu, das für metallurgische Verwendung geeignet ist, und bewahrt ebenfalls eine hohe Festigkeit bis zu 600°C und über 800°C Temperatur, Volumenstabilität und thermische Stabilität im agglomerierten Produkt. 5 veranschaulicht die Festigkeit bei erhöhter Temperatur von Eisenoxidbriketts bestehend aus 4-10% Bindemittel. 6 veranschaulicht den Trend der Retention der Festigkeit von Eisenoxidbriketts unter reduzierender Atmosphäre bei erhöhter Temperatur. 7 veranschaulicht den Trend der Retention der Festigkeit von Eisenoxidpellets unter reduzierender Atmosphäre bei erhöhter Temperatur. Die Bildung von hydratisierten Niederschlägen von eisen- und kalkhaltigen Strukturen des Bindemittels liefert nicht nur eine Bindungsfestigkeit, sondern dient ebenfalls als Promotor bei frühen Sinter- und Reduktionsreaktionen von Fe-Oxidteilchen in den agglomerierten Produkten. Die Photomikrographie aus 8 veranschaulicht den Bindungsmechanismus von Fe-Oxidteilchen durch die Bindemittelphase in einem agglomerierten Produkt nach oxidierendem Erwärmen bei 1.050°C Temperatur. Das Bindemittel bildet hauptsächlich Calcium-Ferrit-Strukturen beim Erwärmen, was den agglomerierten Teilchen Festigkeit verleiht. Die Photomikrographie aus 9 veranschaulicht das Ausmaß der Reduktion von Fe-Oxiden zum Fe-Metall nach Behandlung des agglomerierten Produkts in einer beschränkten Kokskammer bei 1.050°C für eine Dauer von einer Stunde.
Die Retention hoher Festigkeit bei atmosphärischer Bedingung und bei erhöhter Temperatur, Volumen- und thermische Stabilität, Resistenz gegenüber Feuchte und Feuchtigkeit, Förderung des schnelleren Sinterns und der Reduktion von Fe-Oxidphasen und eine Freiheit bezüglich der Emission von korrosiven Gasen bei erhöhter Temperatur und von Verunreinigungen sind einige spezifische Merkmale des vorliegenden Verfahrens bei der Herstellung von Kaltbriketts und Pellets von Eisen- und Nicht-Eisenmineralfeinteilchen, die für metallurgische und andere Anwendungen geeignet sind.
Die Erfindung des vorliegenden Verfahrens ist durch Durchführung einer Reihe von Experimenten im Labormaßstab begründet worden, um brikett-, block- und pelletförmige Agglomerate aus unterschiedlichen Kombinationen von Fe-haltigen Oxiden, Metallen und anderen mineralischen Feinteilchen, wie Eisenerz, Hochofenstaub und -schlamm, basischem Sauerstoffofenstaub (BOF) und -schlamm, Walzsinter und Öl- und Kohlenstoffkontaminierten Schlamm und Feinteilchen, Kalk, Kalkstein, Dolomit, Dunit, Quartzit, Koks und kohlenstoffhaltigen Materialien unter Verwendung des eisenhaltigen, hydraulischen, mineralischen Bindemittels herzustellen. Die agglomerierten Produkte sind untersucht worden, um die physikalischen, metallurgischen und Hochtemperatureigenschaften für verschiedene Anwendungen zu evaluieren.
Die folgenden Beispiele werden beispielhaft gegeben und sollten daher nicht so ausgelegt werden, um den Umfang der vorliegenden Erfindung zu begrenzen.
BEISPIEL-1
Eisenerz (~6,3 mm groß), 3,600 kg, eisenreiches, mineralisches Bindemittel, 0,400 kg (10% Erzbasis) und 0,130 Liter Wasser [Verhältnis von Wasser zu Bindemittel (W/B) 0,32] werden in einer Trommelmischung für 5 Minuten zusammengemischt. Eine Grünmischung von jeweils 2 kg wird dann verwendet, um zylindrische Briketts von 30 mm Durchmesser unter einer Kompressionsbelastung von 0,5 Tonnen und 5 Tonnen herzustellen. Um ein identisches Gewicht der Briketts zu bewahren, werden 55 g Grünmischung pro Brikett verwendet. Demzufolge werden 30 Briketts unter einer Belastung von 0,5 Tonnen mit einem Kompressionsverhältnis von 0,70 und 5 Tonnen mit einem Kompressionsverhältnis von 0,60 hergestellt. Beide Brikettproben werden nach einem 12-stündigen Intervall in normaler atmosphärischer Luft bis zu 20 Tage zur Hydratation des Bindemittels und zur Entwicklung der Kaltfestigkeit wassergehärtet. Die Kaltbindungsfestigkeit der Briketts entwickelt sich mit der Zeit und mit der Geschwindigkeit der Hydratation des Bindemittels. Das Bindemittel erlangt beinahe 90% seiner Hydratationsfestigkeit in 20 Tagen und eine Gleichgewichtsfestigkeit innerhalb von 90 Tagen. Die unter einer Kompressionsbelastung von 0,5 Tonnen und 5,0 Tonnen hergestellten Briketts erlangen nach 1, 3, 7, 14, 21 und 28 Tagen eine Kaltdruckfestigkeit in der Größenordnung von 4,8, 11,0, 14,8, 18,5, 21,0 und 23,0 MPa bzw. 8,0, 14,2, 22,0, 27,0, 31,0 und 34,8 MPa. Bei erhöhter Temperatur besitzen die Briketts mit der Kaltfestigkeit von 23,0 MPa und 34,8 MPa 22,8, 21,5, 20,5, 18,8, 16,0, 22,0 und 29,0 MPa bzw. 34,5, 32,0, 29,5, 24,0, 17,0, 22,8 und 31,2 MPa als die Druckfestigkeit nach Erwärmen auf 200, 400, 600, 800, 1.000, 1.200 und 1.400°C Temperatur. Die Eisenerzbriketts zeigen ein gewisses Ausmaß eines Verlusts der Festigkeit zwischen 800 und 1.000°C Temperatur ohne Änderung des Volumens. Jedoch erlangen die Briketts eine höhere Festigkeit nach einem Erwärmen über 1.000°C Temperatur. Ein Gesamtgewichtsverlust der Briketts ist 8 bis 10% bei 1.000°C Temperatur.
BEISPIEL-2
Eisenerz (~4 mm groß), 1,680 kg, Koksstaub (~0,5 mm), 0,160 kg, eisenreiches mineralisches Bindemittel, 0,160 kg (8% auf einer Gewichtsbasis), Wasser, 70 ml, und Tensid, 2 ml, werden in einer Schale für 5 Minuten vermischt. Die Grünmischung wird unter einer Kompressionsbelastung von 3 Tonnen brikettiert, um zylindrische Briketts bei einem Kompressionsverhältnis von 0,62 mit einem Durchmesser von 30 mm herzustellen. Unter Verwendung von 50 g der Mischung für jedes Brikett werden 20 Briketts aus der obigen Mischung hergestellt und in Wasser für 28 Tage gehärtet. Das Koks enthaltende Verbundeisenerzbrikett erlangt 6,4, 13,0, 18,6, 23,5, 25,8 bzw. 27,0 MPa als die durchschnittliche Kaltdruckfestigkeit nach 1, 3, 7, 14, 21 und 28 Tagen des Wasserhärtens.
BEISPIEL-3
BOF-Staub (~1 mm groß), 2,000 kg, Walzsinter (~3,0 mm), 0,800 kg, Eisenerz (~2 mm), 0,800 kg, eisenreiches, mineralisches Bindemittel, 0,400 kg (10% auf Gewichtsbasis), Wasser, 120 ml, und Tensid, 5 ml, werden in einer Trommelmischung für 5 Minuten zusammengemischt. Eine Grünmischung von jeweils 2 kg wird verwendet, um zylindrische Briketts unter einer Kompressionsbelastung von 4 Tonnen und 5 Tonnen mit einem Durchmesser von 30 mm herzustellen. Das Gewicht der Grünmischung, das für jedes Brikett verwendet wird, ist 45 g. Demzufolge werden 40 Briketts jeweils unter einer Belastung von 4 Tonnen und 5 Tonnen hergestellt und in Wasser für 28 Tage gehärtet. Die Briketts, hergestellt unter einer Kompressionsbelastung von 4 Tonnen und 5 Tonnen, erlangen 5,5, 13,5, 18,5, 22,0, 24,4 und 26,2 MPa bzw. 8,0, 16,3, 21,5, 25,0, 26,8 und 28,5 MPa als die durchschnittliche Kaltdruckfestigkeit nach 1, 3, 7, 14, 21 und 28 Tagen der Härtung in Wasser.
BEISPIEL-4
Walzsinter (~4,0 mm groß), 3,200 kg, eisenhaltiger öliger Schlamm, 0,400 kg, eisenhaltiges, mineralisches Bindemittel, 0,400 kg (10% auf Gewichtsbasis), Tensid, 8 ml, und Wasser, 120 ml, werden verwendet, um eine Mischung herzustellen. Walzsinter, eisenhaltiger öliger Schlamm, Tensid werden zusammengemischt in einer Trommelmischung, um die Oberflächeneigenschaft von Fe-Metallteilchen zu verbessern. Dann werden Bindemittel und Wasser zugegeben und gründlich für 5 Minuten vermischt. Die Grünmischung von 4 kg wird verwendet, um zylindrische Briketts von 30 mm Durchmesser unter einer Kompressionsbelastung von 3 Tonnen und 5 Tonnen herzustellen. 50 g Grünmischung pro Brikett werden verwendet. 20 Briketts bei zwei unterschiedlichen Kompressionsbelastungen (3 Tonnen, 5 Tonnen) werden hergestellt und nach einem 12-stündigen Intervall für 28 Tage wassergehärtet. Die Briketts, hergestellt unter 3 Tonnen und 5 Tonnen Kompressionsbelastung, erlagen 5,0, 12,0, 17,0, 21,0, 23,5 und 24,8 MPa bzw. 5,6, 13,8, 18,8, 22,5, 25,0 und 26,5 MPa als die Kaltdruckfestigkeit nach 1, 3, 7, 14, 21 und 28 Tagen des Härtens in Wasser.
BEISPIEL-5
Koksrußpulver (~3,0 mm groß), 3,600 kg, eisenreiches, mineralisches Bindemittel, 0,400 kg (10% auf Koksbasis), Wasser, 250 ml, und Tensid, 8 ml, werden in einer Trommelmischung für 5 Minuten vermischt. Dann wird die Mischung brikettiert, um zylindrische Briketts mit einem Durchmesser von 30 mm unter einer Kompressionsbelastung von 2 Tonnen und 3 Tonnen herzustellen. 30 g Mischung werden für ein Brikett verwendet. Die Koksbriketts, hergestellt unter einer Kompressionsbelastung von 2 Tonnen und 3 Tonnen, werden getrennt nach einem Intervall von 24 Stunden für 28 Tage wassergehärtet. Die Briketts hergestellt unter einem Druck von 2 Tonnen besitzen 2,0, 4,0, 7,0, 8,5, 9,6 und 10,0 MPa als die Kaltdruckfestigkeit nach 1, 3, 7, 14, 21 und 28 Tagen des Härtens. In ähnlicher Weise erlangen die Koksbriketts, die unter einem Kompressionsdruck von 3 Tonnen hergestellt werden, nach 1, 3, 7, 14, 21 und 28 Tagen des Wasserhärtens eine Druckfestigkeit von 2,3, 5,0, 8,0, 10,5, 11,8 bzw. 12,5 MPa.
BEISPIEL-6
Eisenerz (~10,0 mm groß), 7,000 kg, Walzsinter (~3,00 mm), 2,00 kg, eisenreiches, mineralisches Bindemittel, 1,000 kg (10% auf Gewichtsbasis), Wasser, 350 ml, und Tensid, 5 ml, werden in einer Trommelmischung für 5 Minuten zusammengemischt. 400 g der Mischung werden verwendet, um Blöcke unter Verwendung der Formen von (5 × 5 × 5) cm durch einen Würfelvibrator gebend 2 Minuten Vibrationszeit zu gießen. Die Blöcke werden dann aus der Form 24 Stunden nach dem Gießen entfernt und dann in einen Wassertank (28±2°C) zum Härten für bis zu 28 Tage eingetaucht. In Intervallen von 7 Tagen wird das Wasser des Tanks durch frisches Wasser erneuert. Die Kaltfestigkeit der Blöcke wird nach 1, 3, 7, 14, 21 und 28 Tagen Intervallen gemessen. Der Block erlangt 4,0, 8,0, 12,4, 14,0, 16,5 und 17,6 MPa als die Druckfestigkeit nach 1, 3, 7, 14, 21 und 28 Tagen des Härtens in Wasser.
BEISPIEL-7
Eisenerzpulver (~2,0 mm groß) und eisenhaltiges, mineralisches Bindemittel werden vermischt, um eine trockene Mischung zur Herstellung von kaltgebundenem Pellet herzustellen. 10 kg Mischung jeweils enthaltend 8% und 16% (auf Gewichtsbasis) Bindemittel werden durch Mischen in einer Trommelmischung hergestellt. Die Mischung jeder Probe enthaltend 8% und 16% Bindemittel wird durch einen Scheibengranulator von 1 Meter Pfannendurchmesser mit einem Einstellwinkel von 30° in der Gegenwart von Wasser [Verhältnis von Wasser:Bindemittel (WB) 1,2] pelletisiert, um Kugeln einer Größe von 8 bis 16 mm zu machen. Eine Pelletierungszeit wird für 10 Minuten in jedem Falle gehalten, um eine Schüttdichte der Grünpellets von 2.000 bis 2.250 kg/m³ zu erlangen. Die Grünpellets jeder Mischung werden in Wasser nach einem Intervall von 24 Stunden für bis zu 28 Tage gehärtet. Die Kaltfestigkeit des Pellets (unter einer Durchschnittsnahme von 10 Pellets) wird nach 3, 7, 14, 21 und 28 Tagen des Härtens bestimmt. Durchschnittliche Kaltdruckfestigkeit von 40, 68, 115, 150 und 173 kg/Pellet bei 8% Bindemittel und 62, 98, 136, 180 und 202 kg/Pellet bei 16% Bindemittel wird nach 3, 7, 14, 21 und 28 Tagen des Härtens in Wasser erhalten. Die in dem Pellet nach 28 Tagen des Härtens erhaltene Festigkeit ist ziemlich stabil und verbleibt beim Erwärmen bei 600°C Temperaturen unverändert.
BEISPIEL-8
Kalksteinpulver (3,00 mm groß), 4,750 kg, und eisenhaltiges mineralisches Bindemittel, 0,250 kg (5% auf Gewichtsbasis), Wasser, 100 ml, werden in einer Trommel für 3 Minuten vermischt, um eine Grünmischung herzustellen. 2,500 kg Grünmischung werden jeweils brikettiert, um eine zylindrische Form (30 mm Durchmesser) von Briketts durch Beaufschlagung einer Kompaktierungsbelastung von 2 Tonnen und 4 Tonnen herzustellen. 50 g Grünmischung werden pro Brikett verwendet, um ein identisches Gewicht zu bewahren. Die unter einer Kompaktierungsbelastung von 2 Tonnen und 4 Tonnen gegossenen Briketts werden getrennt in einem Intervall von 12 Stunden wassergehärtet. Die mit einer Belastung von 2 Tonnen hergestellten Briketts erlangen 3,0, 6,0, 9,0, 12,5 und 14,0 MPa als Druckfestigkeit nach 1, 3, 7, 14 und 21 Tagen des Wasserhärtens. Eine gleiche Zusammensetzung von Briketts, hergestellt unter einer Kompaktierungsbelastung von 4 Tonnen, zeigte nach 1, 3, 7, 14 und 21 Tagen des Härtens eine Druckfestigkeit in der Größenordnung von 4,0, 7,2, 10,5, 13,8 und 15,4 MPa.
Die Beispiele veranschaulichen, daß die Teilchengröße, der Gehalt des Bindemittels, der Bereich der Kompaktierungsbelastung und der Kompaktierungsfaktor im Falle von Briketts und Blöcken, die Granulierungszeit im Falle von Pellets, das Wasser- und Bindemittelverhältnis, etc. einige variable Faktoren bei der Herstellung von Kaltbriketts, Pellets und Mikrokörnchen sind. Kaltfestigkeit des agglomerierten Produkts erhöht sich allmählich mit der Zeit. Unter Berücksichtigung der Zeit und der Produktivität ist eine Wasserhärtung von 3 bis 7 Tagen bei der kommerziellen Herstellung ideal. Abhängig vom Zweck, der Art des Materials und der Begrenzung der chemischen Zusammensetzung ist die minimale Erfordernis an Bindemittel ein bestimmender Faktor auf der Basis der Anwendung der agglomerierten Produkte.
Die Hauptvorteile der vorliegenden Erfindung sind:

1. Anwendbar zur Kaltagglomeration von anderen Nicht-Eisen-Mineralien als dem metallurgischen Staub.
2. Energieeffizient, ökonomisch, verwendet gröbere Teilchengrößen von bis zu 10 mm zur Brikettierung und verwendet Teilchen im Bereich einer Größe von 2 mm zur Pelletherstellung.
3. Härtungsbedingung ist sehr einfach und unter atmosphärischer Temperatur.
4. Flexibel bei Verwendung von Öl- und Kohlenstoff-kontaminierten Materialien.
5. Bessere physikalische und metallurgische Eigenschaften in bezug auf Festigkeit bei kalter und heißer Bedingung, Volumenstabilität, Resistenz gegenüber Feuchtigkeit für eine langzeitige Lagerung, sinterfähig und reduzierbar.
6. Zugabe von zusätzlichem Eisen und Kalkstein als ein Teil des metallurgischen Bestandteils in Form eines Bindemittels.
7. Umweltfreundlich und frei von Emissionen von gasförmigen Verunreinigungen.

Claims

Verfahren zur Kaltbrikettierung oder Pelletierung von Eisen- oder Nicht-Eisenerzen oder mineralischen Feinteilchen unter Verwendung von eisenhaltigen, hydraulischen, mineralischen Bindemitteln für metallurgische Anwendungen, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt: (a) Mischen von 84-95 Gew.-% metallurgischer oder mineralischer oder kohlenstoffhaltiger oder Öl-kontaminierter Materialien in der Form von Staub oder Feinteilchen oder Schlamm mit 4-10 Gew.-% eines eisenhaltigen, hydraulischen, mineralischen Bindemittels mit einer oder mehreren eisenhaltigen Mineralphasen ausgewählt aus CaO-Fe₂O₃, CaO-Al₂O₃-Fe₂O₃ und CaO-Fe₂O₃-MgO-SiO₂ und optional mit 2-6 Gew.-% Wasser und 0,05 bis 0,20 Gew.-% eines Tensids, um eine homogenisierte trockene Mischung oder Slurry zu bilden; (b) Pelletieren oder Kompaktieren der trockenen Mischung oder Slurry aus Schritt (a), um eine agglomerierte Masse zu bilden, und (c) Härten der agglomerierten Masse aus Schritt (b) für 3-20 Tage durch Exponieren der agglomerierten Masse gegenüber atmosphärischer Luft für 10-14 Stunden pro Tag gefolgt von einer Feuchthaltung der agglomerierten Masse.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei metallurgische oder mineralische oder kohlenstoffhaltige oder Öl-kontaminierte Mineralien in der Form von Staub oder Feinteilchen oder Schlamm ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus Eisen enthaltenden Erzen, Hochofenstaub und -schlamm, basischem Sauerstoffofenstaub (BOF) und -schlamm, Walzsinter und Öl und Kohlenstoff-kontaminiertem Schlamm und Feinteilchen, Kalk, Kalkstein, Dolomit, Dunit, Quartzit, Koks, kohlenstoffhaltigen Materialien und Mischungen derselben.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das eisenhaltige, hydraulische, mineralische Bindemittel 20-45 Gew.-% Fe₂O₃, 40-60 Gew.-% CaO und MgO und 12-18 Gew.-% SiO₂ + Al₂O₃ enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Tensid Triethanolamin ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die agglomerierte Masse in der Form von zylindrischen Blöcken oder Briketts oder Pellets oder Mikrokörnchen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die granulometrische Größe der Mischung etwa 10 mm für Block oder Brikett ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die granulometrische Größe der Mischung etwa 2 mm für Pellets oder Mikrokörnchen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Wasser während des Schritts des Mischens in Schritt (a) zugegeben wird, wenn die agglomerierte Masse in der Form von Blöcken oder Briketts herzustellen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei in Schritt (b) die Slurry zu einer Walz- oder Kompaktierungspressvorrichtung zugeführt wird, um die Blöcke oder Briketts zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Walz- oder Kompaktierungspressvorrichtung eine Kompaktierungslast im Bereich von 0,5 bis 5 Tonnen beaufschlagt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei in Schritt (b) die trockene Mischung zu einem Trommel- oder Scheibengranulator zugeführt wird, wenn die agglomerierte Masse in der Form von Pellets oder Mikrokörnchen sein soll.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Wasser und Tensid zu der trockenen Mischung im Trommel- oder Scheibengranulator zugegeben werden, um die Pellets oder Mikrokörnchen zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die trockene Mischung wenigstens 6 Gew.-% eisenhaltiges, hydraulisches, mineralisches Bindemittel zum Herstellen von Pellets oder Mikrokörnchen enthalten sollte.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Slurry wenigstens 3 Gew.-% eisenhaltiges, hydraulisches, mineralisches Bindemittel zum Herstellen von Blöcken oder Briketts enthalten sollte.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Größe der Pellets im Bereich von 8-16 mm liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Größe der Mikrokörnchen im Bereich von 2-8 mm liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Granulierungszeit im Bereich von 8 Minuten bis 12 Minuten ist, um Pellets oder Mikrokörnchen zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die agglomerierte Masse durch Exponieren der agglomerierten Masse für 3-20 Tage gegenüber atmosphärischer Luft für 12 Stunden gehärtet wird, gefolgt von einer Feuchthaltung der agglomerierten Masse.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kaltfestigkeit der Blöcke oder Briketts, die so hergestellt wurden, 10 MPa bis 40 MPa in etwa 20 Tagen erreicht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kaltfestigkeit der Pellets oder Mikrokügelchen, die so hergestellt wurden, 4 MPa bis 18 MPa in etwa 20 Tagen erreicht.