DE627240C - Verfahren zur unmittelbaren Eisengewinnung - Google Patents

Description

• Verfahren zur unmittelbaren Eisengewinnung Feinkörnige oder pulverförmige Eisenerze werden gewöhnlich durch Sinterung, insbesondere Saugzugsinterung, stückig gemacht, bevor sie dem Hochofen zugeführt werden. Enthalten sie z. B. Kiesabbrände, Schwefel, so wird der Schwefel durch das Sintern ausgetrieben. Diese Art der Entschwefelung kann sehr vollkommen durchgeführt werden, z. B. dadurch, dah man auch nach bereits erfolgter Sinterung noch längere Zeit Luft durch das gesinterte Gut saugt. Tun erhält man aber mit einer Schlacke, die etwa 2 bis 2,7°1o Schwefel hat, im Hochofen noch ein sehr schwefelarmes Eisen. Geringe Mengen Schwefel im Eisenerz beeinträchtigen also weder den Gang des Hochofens noch, die Güte des erblasenen Eisens. Deshalb «ird bei der Sinterung der Feinerze eine möglichst hohe Sinterleistung der im Grunde genommen überflüssigen restlosen Entschwefelung stets vorangestellt. Für die Vorbereitung schwefel- und zinkhaltiger Eisenerze zur Verhüttung im Hochofen sind ferner Verfahren entwickelt worden, die die Entfernung des Zinks und des Schwefels zum Ziel haben. So hat man derartige Eisenerze z. B. in drei hintereinandergeschalteten Drehrohröfen behandelt. Im ersten, der mit den Abgasen des zweiten von außen beheizt und in den kalte oder erhitzte Luft geleitet wurde, fand die Eiltschwefelung statt. Der zweite, unmittelbar mittels an seinem unteren Ende angeordneten Brenners beheizte diente der Entzinkung. Das entzinkte Gut wurde teigig oder flüssig aus diesem Drehrohr ausgetragen, um in einem dritten Drehrohr durch Zusatz von Feinerz oder Gichtstaub agglomeriert zu werden. Derartige Einrichtungen sind indessen für eine praktisch restlose Entschwefelung nicht geeignet. Nach einem andern bekannten Verfahren wird das Erz in einem Gefäßofen erhitzt und dabei zuerst zwecks Entschwefelung mit. Luft und darauf zwecks Entzinkung mit reduzierenden Gasen behandelt. Auf diese Weise soll der Schwefel- und Zinkgehalt des Erzes unter j e o,20/0 vermindert werden können. Nach neueren Erfahrungen erscheint dies indessen ausgeschlossen, soweit der prak= tische Betrieb in Frage kommt. Außerdem wäre ein derartiges Verfahren unwirtschaftlich, denn eine Behandlung von Eisenerzen bei zooö° bis iioo° C im Gefäßofen ist als Vorbereitung für die Eisengewinnung viel zu teuer, selbst wenn man dabei noch wesentliche Mengen Zinkoxyd gewinnt.
• Auch für die direkte Reduktion von Eisenerzen, z. 13. im Drehrohrofen, läht sich Schwefel- und gegebenenfalls zinkhaltiges Gut verwenden. 1lan kann den Schwefel vor, während oder nach der Reduktion aus dem Erz bzw. Eisen entfernen. Wurden die Erze vor der Reduktion geröstet, so wurde die Schwefelaustreibung schon als vollkommen angesehen, wenn sie im nicht beheizten oder von außen beheizten Drehrohrofen durch Überleiten heißer Luft über das Erz ausgeführt wurde. Nach einer derartigen Behandlung enthält das Erz indessen immer noch wesentlich über o,201, Schwefel, da eine praktisch restlose Entschwefelung sich bekanntlich in Drehrohröfen nicht durchführen läßt. Trotzdem sah man das feinkörnige Erz, das bei dieser Entschwefelung gewonnen wurde, als besonders gut geeignet für die direkte Reduktion mittels reduzierenden Gasen an. Selbst bei auf diese Weise vorbehandelten Erzen, die nur noch verhältnismäßig wenig Sch-,vefel enthielten, mußte man durch besondere Maßnahmen noch dafür sorgen, daß während der Reduktion' das Eisen nicht unzulässig hohe Mengen Schwefel aufnahm, oder es mußte das Eisen nach der Reduktion -entschwefelt werden.
• Um diese Rücksichten auf einen selbst sehr geringen Schwefelgehalt des Erzes überflüssig zu machen, werden erfindungsgemäß zink= und schwefelhaltige Kiesabbrände durch Verblaserösten des Gutes, das dabei entweder gesintert oder geschmolzen wird; für die direkte Eisenreduktion vorbereitet, und zwar wird das Verblaserösten so geleitet, daß der Schwefel praktisch restlos aus dem Erz entfernt wird, d. h. das gesinterte oder geschmolzene Gut enthält nur noch weniger als etwa 0,2'/o, zweckmäßig weniger als o,i ojo Schwefel. Aus in dieser Weise vorbereitetem Ausgangsgut läßt sich stets genügend schwefelarmes, schmelzflüssiges Eisen durch direkte Reduktion mit festen Reduktionsmitteln, wie an sich bekannt, gewinnen. Höchstens ist es noch erforderlich, daß durch genügenden Kalkzusatz die Bindung des Schwefels an metallisches Eisen noch weiter unterdrückt wird. Der Schwefelgehalt der Röstgase kann zur Herstellung von Schwefelsäure oder einem anderen schwefelhaltigen Produkt nutzbar gemacht werden.
• Die direkte Eisenreduktion kann in einem unmittelbar an die Entschwefelung anschließenden Arbeitsgang unter Ausnutzung der fühlbaren Wärme aus dem vorhergehenden Prozeß, gegebenenfalls unter Zusatz von Zuschlägen, in einer geeigneten - Apparatur, zweckmäßig einem kurzen Drehtrommelofen, ausgeführt werden, wobei der größte Teil des Eisens als Metall gewonnen wird. Die entstehende Schlacke kann in bekannter Weise auf Steinmaterial (Pflastersteine, Zement o. dgl.) weiterverarbeitet werden.
• Die Entzinkung der Kiesabbrände kann gleichfalls vor der Eisenreduktion durch Verflüchtigung des Zinks als Oxyd, z. B. nach dem Wälzverfahren, geschehen. Hierbei ist es an sich unwesentlich, ob das Gut vor oder nach der Entzinkung-im Wälzofen entschwefelt wird. Vielmehr ist es möglich, die Reihenfolge dieser beiden Prozesse j.e nach der Zusammensetzung der Rohstoffe und den lokalen Betriebsverhältnissen zu ändern.
• So kann man einmal die Entschwefelung nach der. Entzinkung der schwefelhaltigen Abbrände im Wälzofen vornehmen, indem man den heißen Wälzofenaustrag- -im Konverter oder einem konverterähnlichen Gefäß zur Entfernung des Schwefels verbläst und unmittelbar eine Reduktion des Eisens in einer entsprechenden. Apparatur anschließt und darauf die Schlacken- zu Steinformen vergießt. Eine solche nachträgliche Entschwefelung der entznkten Abbrände wird sich auch überall dort empfehlen; wo neben der Wälzanlage eine geeignete Sinterapparatur zur Entschwefelung sowie eine -\Terwertungsmöglichkeit für die gebildeten S O_-haltigen Gase fehlt.
• Hat man jedoch im gleichen -Betriebe die Möglichkeit, die Verwälzung und Entschwefelung des Materials vorzunehmen und zugleich die Röstgase zu verwerten, so wird man vorteilhaft, besonders bei höherem Schwefelgehalt der Kiesabbrände, den Entschwefelungsprozeß auf irgendeiner bekannten Sinterapparatur vor die Entzinkung im Wälzofen schalten. Eine solche vorgeschaltete Entschwefelung erleichtert gleichzeitig den Wälzprozeß und erhöht den Wert des Wälzofenaustrags.
• Es wird sich in manchen Fällen empfehlen, die Entzinkung anit der Eisenreduktion zu verbinden. Zweckmäßig wird man in diesem Falle die Abbrände unter fast restloser Gewinnung des Schwefels auf einem Sinterapparat totrösten, das Material unter Ausnutzung der fühlbaren Wärme in die Apparatur zur Eisenreduktion (Drehofen) eintragen und dort das Eisen reduzieren. Bei der Gewinnung des flüssigen Eisens wird das Zink restlos verdampft.
• Durch die Erfindung gelingt es, die wesentlichen Bestandteile von zink- und schwefelhaltigen Kiesabbränden fast restlos in Form wertvoller, marktfähiger Produkte zu gewinnen, und zwar liefert jede einzelne Verfahrensstufe einen oder mehrere der Bestandteile (S, Zn, Fe und Gangart)- in reiner; verkaufsfähiger Form. Die beschriebene Aneinanderreihäng der einzelnen Prozesse im Betrieb kann derart geleitet werden, daß zwischen den Verfahrensstufen keine merklichen Wärmeverluste auftreten und jede Stufe für sich einstellbar und kontrollierbar ist. Beispiel i Kiesabbrände mit etwa 44°1, Fe, S°/, Zn, 4 bis S 'I, S werden auf einem Verblaseapparat mit etwa 611, Koksgrus abgeröstet. Der abgeröstete Schwefel kann in irgendeiner gewünschten Form nutzbar gemacht werden. Das entstehende Agglomerat hat dann einen S-Gehalt von o,i bis o,211,. Dieses Agglomerat wird zerkleinert und unter Zusatz von etwa 2o1/, Koksgrus in einen Wälzofen gegeben, in welchem die Entzinkung durchgeführt und das Zink in Form von Zinkoxyd gewonnen wird.
• Der etwa 5211, Fe, i bis 1,5 °/, Zn, 0,o5 bis o,15°1 S enthaltende Wälzofenaustrag wird darauf unmittelbar in eine unter dem Wälzofen liegende Eisenreduktionstrommel geleitet, in welcher unter Zusatz von festem Kohlenstoff (Koksgrus,- Magerkohle, Holzkohle usw.) die Eisenverbindungen zu metallischem Eisen reduziert werden, gegebenenfalls unter Zusatz von Kalkstein und Flußspat oder ähnlichen Mitteln, die das Eisen roch weiter entschwefeln: Die Eisenreduktionstrommel wird mit Kohlenstaub oder Gas kräftig beheizt, das gewonnene Eisen, welches einen hohen Reingehalt mit bis zu 981[, Fe .hat, wird flüssig abgestochen und die flüssige Schlacke sofort zu Schlackensteinen vergossen.
• Beispiel 2 Kiesabbrände von der im Beispiel i angegebenen Zusammensetzung werden im Wälzofen unter Zugabe von etwa 2511, Koksgrus entzinkt und das Zink in Form von ZnO gewonnen. Der flüssige Austrag des Wälzofens wird darauf unter Zugabe von etwas Koks in einem Konverter mit Bodendüsen verblasen.
• Dabei entweichen Schwefel und Zink annähernd restlos. Hierauf wird unmittelbar das Verblasegut unter erneuter Zugabe -von festem Kohlenstoff (Koksgrus, Magerkohle, Holzkohle u. a.) unter Ausnutzung der fühlbaren Wärme aus dein vorhergehenden Prozeß auf metallisches Eisen weiterverarbeitet. Beispiel 3 Kiesabbrände von der im Beispiel i angegebenen Zusammensetzung werden auf einem Verblaseapparat bis zu einem Schwefelgehalt unter o,io bis 0,20°1ö, z. B. 0,03°0, entschwefelt und das heiße Agglomerat unter Zugabe an festem Kohlenstoff (Koksgrus, Magerkohle, Holzkohle u. a.) im Eisenreduktionsofen, wie bei Beispiel i angegeben, direkt auf metallisches Eisen oder Stahl weiterverarbeitet, gegebenenfalls unter Aufgabe von Zuschlägen für die Entfernung des restlichen Schwefels. Bei der Eisenreduktion wird deichzeitig unter Einwirkung des Kohlenstoffes und des metallischen Eisens das Zink ausgetrieben und kann ebenfalls als ZnO niedergeschlagen und gewonnen werden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur unmittelbaren Eisengewinnung, dadurch gekennzeichnet, daß im Verblaseverfahren auf Schwefelgehalte unter o,:21110 am besten unter o,i °/, entschwefelte zink- und schwefelhaltige Kiesabbrände zweckmäßig mit festen Reduktionsmitteln in einem unmittelbar beheizten Ofen, z. B. Trommelofen, auf Eisen verarbeitet werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst entschwefelt und dann durch Wälzen entzinkt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß nur entschwefelt und darauf die Entzinkung während der Eisenreduktion vorgenommen wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst durch Wälzen entzinkt und dann nahezu restlos entschwefelt wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gut unter möglichster Vermeidung von Wärmeverlusten aus der vorhergehenden Stufe der direkten Eisengewinnung zugeführt wird.