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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.