EP3167084A1 - Method and device for processing iron silicate rock - Google Patents

Method and device for processing iron silicate rock

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EP3167084A1
EP3167084A1 EP15749967.4A EP15749967A EP3167084A1 EP 3167084 A1 EP3167084 A1 EP 3167084A1 EP 15749967 A EP15749967 A EP 15749967A EP 3167084 A1 EP3167084 A1 EP 3167084A1
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EP
European Patent Office
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iron
iron silicate
silicate rock
slag
treatment
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15749967.4A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Jürgen SCHMIDL
Jürgen KLAFFENBACH
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Aurubis AG
Original Assignee
Aurubis AG
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/005—Preliminary treatment of scrap
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/56—Manufacture of steel by other methods
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
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    • C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
    • C21B5/008—Composition or distribution of the charge
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    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
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    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/04—Working-up slag
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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/36—Processes yielding slags of special composition
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Definitions

  • the invention relates to a process for the treatment of iron silicate rock, in which at least one component is at least partially removed from the iron silicate rock.
  • the invention also relates to a device for processing processed iron silicate rock.
  • the iron silicate rock is currently being used almost exclusively mechanically.
  • the iron silicate stone is produced as slag during the smelting of copper ores.
  • iron silicate rock is currently being poured into molds, for example, and the resulting moldings are used for bank attachment. Also is already a granulation of iron silicate stone known. Coarse granules are used for example as gravel for railway embankments. Finer granules are used in sandblasting.
  • Iron silicate stone consists essentially of its weight fractions of iron, silicon and oxygen. In addition to the iron content, the iron silicate rock also contains minor elements, for example copper, lead, arsenic, nickel and / or zinc.
  • the smelting of copper ores (mainly chalcopyrite) produces large amounts of slag. Based on the amount of valuable metal-containing feed material, 600 kg slag / t ore concentrate in the copper industry generates about three times the amount of slag compared to the iron and steel industry.
  • Slag cleaning is already in operation worldwide with the main goal of increasing / maximizing copper output.
  • Hydrometallurgical slag flotation After solidification of the slag, a grinding process and then the flotation of sulfidic copper particles. The result is a concentrate that can be returned to the primary process.
  • the object of the present invention is to improve a method of the aforementioned type such that an improved economy is provided.
  • This object is achieved in that at least one component other than iron is at least partially removed and that the processed iron silicate rock is used for the production of steel pig iron.
  • Another object of the present invention is to construct a device of the initially mentioned type such that an improved economy is achieved.
  • the device is designed as a device for the production of pig iron or steel.
  • the metal content of copper slags has not been used (neither the non-ferrous metals nor the iron content). With a slag amount of 700kt / a, this corresponds to an iron content of 280kt / a.
  • the slag is already liquid and therefore only relatively little energy has to be expended to carry out the process. Therefore, the present invention is based on the approach to remove the non-ferrous metals from the slag product and to use the remaining slag product (containing slag formers Si, Ca, Mg, Al and Fe as oxides) as raw material for the production of pig iron or steel.
  • This downstream process allows the upstream process steps more flexibility in the processing of copper raw materials.
  • the complexity of these raw materials in terms of their composition will continue to increase in the future, which is due to the fact that the existing copper ore deposits are poorer.
  • impurities processing huts
  • Zn and steel pests such as S and P are important parameters in terms of the steel industry.
  • the copper application is crucial.
  • the newly developed process according to the invention covers these requirements and pursues the goal of the so-called "zero-waste metallurgy", ie all products resulting from the production process are further processed.
  • Circulation products from the copper and steel industries eg, desserts, smoothing, fly ash, food, metal phases
  • slags Process temperature e.g., desserts, smoothing, fly ash, food, metal phases
  • ⁇ E-oven rectangular, treatment zone, rest zone, tapping executed as overflow, inlet via gutter system, gas input through soil rinsing
  • FIG. 1 a schematic representation of the process flow
  • FIG. 2 a table for the specification of the starting material
  • Fig. 3 A table for the specification of the slag product from the process.
  • Fig. 1 shows a schematic representation for carrying out the individual process steps.
  • the process sequence in the deep reduction of iron silicate rock to a fayalite or magnetite product is shown as a raw material for use in the iron and steel industry.
  • the slag from the primary copper process is preferably charged liquid in the Tiefred uktionsrea.
  • the liquid slag preferably has a temperature in the range of 1200 ° C to 1350 ° C. Typical is a temperature value of about 1260 ° C.
  • the aim of the process is to separate the precious metals contained in it by selective reduction of the iron.
  • the iron remains bound to silicon and / or oxygen as a fayalite product (Fe 2 SiO 4 ) or magnetite product (Fe 3 O 4 ) for further use as a feedstock in the iron and steel industry.
  • This product contains other oxides of Ca, Mg or Cr as impurities.
  • the specification for the product can be found in the table according to FIG. 3.
  • the entry of oxygen must remove the residual sulfur present from the system so that the subsequent reduction period can be carried out efficiently.
  • max. 7% solid carbon based on the amount of slag is covered in the molten bath and protected against further oxygen access.
  • the CO / CO2 ratio of the process atmosphere must be adjusted so that it does not exceed an oxygen potential of 10 "12 atm.
  • the obtained fly ash has a composition of about 40-60% Zn, 10-20% Pb and ⁇ 10% As and can be used as a raw material for the zinc production eg in the so-called rolling process.From the example considered here An annual tonnage of 700,000 1 is to be expected with a flow rate of about 20,000 tonnes.
  • the copper content after this process step is still about 0.2-0.3% Cu.
  • carbon monoxide is introduced as a reducing agent via rinsing stones arranged on the bottom.
  • the advantage of soil flushing lies in the much lower required gas velocity compared to a lancet purging.
  • the mineralogy of the slag product can be adapted for the respective application. If the product is to be used, for example, directly in the blast furnace, the fayalite phase obtained is sufficient. For use above the blast furnace, the pre-treatment in the sinter plant is necessary. The melting range of fayalite (about 1180 °) is too low for this and would lead to problems in processing. Therefore, the adjustment of the manganese content in the finished product is necessary. By adding a defined amount of oxygen, this ratio can be adjusted according to the customer's requirements. The oxygen can be added not only in From oxygen gas, but also in the form of intermediates serving as oxygen donors, such. B. Fe2O3 dust from the steel industry.

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Abstract

The method is used to process iron silicate rock. At least one component is at least partially removed from the iron silicate rock. At least one component that is different from iron is thus removed from the iron silicate rock. The processed iron silicate rock is used for the production of pig iron or steel. The device for utilizing the processed silicate rock is designed as a device for producing pig iron or steel.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von Eisensilikatgestein  Method and device for processing iron silicate stone
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Eisensilikatgestein, bei dem aus dem Eisensilikatgestein mindestens ein Bestandteil mindestens teilweise entfernt wird. The invention relates to a process for the treatment of iron silicate rock, in which at least one component is at least partially removed from the iron silicate rock.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur Verarbeitung von aufbereitetem Eisensilikatgestein. The invention also relates to a device for processing processed iron silicate rock.
Das Eisensilikatgestein wird derzeit nahezu ausschließlich mechanisch verwertet. Das Eisensilikatgestein entsteht als Schlacke bei der Verhüttung von Kupfererzen. The iron silicate rock is currently being used almost exclusively mechanically. The iron silicate stone is produced as slag during the smelting of copper ores.
Das Eisensilikatgestein wird derzeit beispielsweise in Formen gegossen und die erhaltenen Formkörper werden zur Uferbefestigung verwendet. Ebenfalls ist bereits eine Granulierung des Eisensilikatgesteins bekannt. Grobes Granulat wird beispielsweise als Schotter für Bahndämme verwendet. Feineres Granulat kommt beim Sandstrahlen zum Einsatz. The iron silicate rock is currently being poured into molds, for example, and the resulting moldings are used for bank attachment. Also is already a granulation of iron silicate stone known. Coarse granules are used for example as gravel for railway embankments. Finer granules are used in sandblasting.
Eisensilikatgestein besteht im Wesentlichen hinsichtlich seiner Gewichtsanteile aus Eisen, Silizien und Sauerstoff. Neben dem Gehalt an Eisen enthält das Eisensilikatgestein auch Nebenelemente, beispielsweise Kupfer, Blei, Arsen, Nickel und/oder Zink. Iron silicate stone consists essentially of its weight fractions of iron, silicon and oxygen. In addition to the iron content, the iron silicate rock also contains minor elements, for example copper, lead, arsenic, nickel and / or zinc.
Bei der Verhüttung von Kupfererzen (überwiegend Chalkopyrit) entstehen große Mengen an Schlacke. Bezogen auf die Menge an wertmetallhaltigem Einsatzmaterial fällt in der Kupferindustrie mit 600kg Schlacke /t Erzkonzentrat im Vergleich zur Eisen- und Stahlindustrie etwa die dreifache Menge Schlacke an. The smelting of copper ores (mainly chalcopyrite) produces large amounts of slag. Based on the amount of valuable metal-containing feed material, 600 kg slag / t ore concentrate in the copper industry generates about three times the amount of slag compared to the iron and steel industry.
Weltweit wird bereits Schlackenreinigung betrieben mit dem Hauptziel der Steige- rung/Maximierung der Kupferausbringung. Es gibt letztlich zwei Verfahrensansätze: a) Pyrometallurgisch - im E-Ofen oder im öl-/gasbefeuerten Teniente-Ofen. Dabei erfolgt eine schmelzflüssige Behandlung der Schlacke durch gravimetrische Phasentrennung des Schlacken/Kupfersteingemisches. Eine Koksabdeckung (Re- duktant) hat die Hauptaufgabe, einen Sauerstoffzutritt zur Schmelze zu vermeiden. b) Hydrometallurgisch - Schlackenflotation. Nach Erstarren der Schlacke erfolgt ein Mahlprozess und anschließend die Flotation der sulfidischen Kupferpartikel. Es entsteht ein Konzentrat, das wieder in den Primärprozess zurückgeführt werden kann. Slag cleaning is already in operation worldwide with the main goal of increasing / maximizing copper output. There are two approaches to the process: a) pyrometallurgical - in the electric furnace or in the oil / gas fired Teniente furnace. In this case, a molten treatment of the slag by gravimetric phase separation of the slag / Kupfersteingemisches. A coke cover (reductant) has the main task of preventing oxygen access to the melt. b) Hydrometallurgical slag flotation. After solidification of the slag, a grinding process and then the flotation of sulfidic copper particles. The result is a concentrate that can be returned to the primary process.
Die Restkupfergehalte dieser Verfahren liegen bei ca. 0,4 -0,8 % und beide Verfahren sind nicht für die metallurgische Entfernung weiterer Verunreinigungen ausgelegt. Das dabei entstehende Schlackenprodukt (egal ob aus pyro- oder hydrome- tallgisch) hat ein Problem: Es gibt nahezu keine wirtschaftliche Anwendung und die verfügbaren Anwendungen sind von geringer Wertschöpfung. Der größte Anteil der weltweit erzeugten Kupferschlacke (ca. 15 Mill. t/a) wird deshalb deponiert. The residual copper contents of these processes are approximately 0.4-0.8% and both processes are not designed for the metallurgical removal of further impurities. The resulting slag product (whether pyro- or hydromechanical) has a problem: there is almost no commercial application and the available applications are of little value added. The largest share of copper slag produced worldwide (approx. 15 million t / a) is therefore landfilled.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart zu verbessern, dass eine verbesserte Wirtschaftlichkeit bereitgestellt wird. The object of the present invention is to improve a method of the aforementioned type such that an improved economy is provided.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens ein zu Eisen unterschiedlicher Bestandteil mindestens teilweise entfernt wird und dass das aufbereitete Eisensilikatgestein zur Herstellung von Stahl Roheisen verwendet wird. This object is achieved in that at least one component other than iron is at least partially removed and that the processed iron silicate rock is used for the production of steel pig iron.
Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, dass eine verbesserte Wirtschaftlichkeit erreicht wird. Another object of the present invention is to construct a device of the initially mentioned type such that an improved economy is achieved.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Vorrichtung als eine Einrichtung zur Herstellung von Roheisen oder Stahl ausgebildet ist. This object is achieved in that the device is designed as a device for the production of pig iron or steel.
Der Metallinhalt von Kupferschlacken wurde bisher nicht genutzt (weder die Nichteisenmetalle noch der Eiseninhalt). Bei einer Schlackenmenge von 700kt/a entspricht dies einem Eiseninhalt von 280kt/a. Die Schlacke ist bereits flüssig und es muss daher nur mehr vergleichsweise wenig Energie aufgewendet werden, um den Prozess durchzuführen. Daher basiert die vorliegende Erfindung auf dem Ansatz, die Nichteisenmetalle aus dem Schlackenprodukt zu entfernen und das verbleibende Schlackenprodukt (enthält Schlackenbildner Si, Ca, Mg, AI und Fe als Oxide) als Rohstoff für die Herstellung von Roheisen oder Stahl zu verwenden. The metal content of copper slags has not been used (neither the non-ferrous metals nor the iron content). With a slag amount of 700kt / a, this corresponds to an iron content of 280kt / a. The slag is already liquid and therefore only relatively little energy has to be expended to carry out the process. Therefore, the present invention is based on the approach to remove the non-ferrous metals from the slag product and to use the remaining slag product (containing slag formers Si, Ca, Mg, Al and Fe as oxides) as raw material for the production of pig iron or steel.
Dieser nachgeschaltete Prozess erlaubt den vorgelagerten Prozessschritten mehr Flexibilität bei der Verarbeitung der Kupferrohstoffe. Die Komplexität dieser Rohstoffe hinsichtlich deren Zusammensetzung wird in Zukunft weiter steigen, was dadurch bedingt ist, dass die vorhandenen Kupfererzvorkommen ärmer werden. Neben wirtschaftlich interessanten Verunreinigungen (verarbeitende Hütten erhal- ten eine Vergütung von den Minen für die Verarbeitung von Konzentraten mit erhöhten Gehalten) wie z.B. As, Pb, sind im Hinblick auf die Stahlindustrie vor allem auch z.B. Zn und Stahlschädlinge wie S und P wichtige Parameter. Darüber hinaus ist natürlich die Kupferausbringung entscheidend. Der neu entwickelte erfindungsgemäße Prozess deckt diese Anforderungen ab und verfolgt das Ziel der sog.„zero- waste-Metallurgie", d.h. alle im Produktionsprozess entstehenden Produkte werden weiterverarbeitet. This downstream process allows the upstream process steps more flexibility in the processing of copper raw materials. The complexity of these raw materials in terms of their composition will continue to increase in the future, which is due to the fact that the existing copper ore deposits are poorer. In addition to economically interesting impurities (processing huts For example, as regards the steel industry, especially Zn and steel pests such as S and P are important parameters in terms of the steel industry. In addition, of course, the copper application is crucial. The newly developed process according to the invention covers these requirements and pursues the goal of the so-called "zero-waste metallurgy", ie all products resulting from the production process are further processed.
Nachfolgend erfolgt eine stichpunktartige Beschreibung der wesentlichen Prozessschritte bei der Durchführung der erfindungsgemäßen Aufbereitung von Eisensilikatgestein Below is a point-like description of the main process steps in carrying out the preparation of iron silicate rock according to the invention
Prozessbeschreibung process description
Einsatzstoffe: Starting Materials:
■ Eisensilikatgestein, Fayalit - (Cu-Schlacke aus Primärkupfererzeugung) ■ Iron silicate rock, fayalite - (copper slag from primary copper production)
■ Reduktionsmittel (fest - Koks, Kohle; gasförmig - CO, H2, Fe) ■ Reducing agent (solid - coke, coal, gaseous - CO, H2, Fe)
■ Sammlermetalle (Cu, Fe) ■ collector metals (Cu, Fe)
■ Elektrische Energie ■ Electrical energy
■ Erdgas oder Erdgaszersetzungsprodukte ■ natural gas or natural gas decomposition products
■ Luft/ Sauerstoff ■ air / oxygen
■ Kreislaufprodukte aus der Kupfer- und Stahlindustrie (z.B. Gekrätze, Glätten, Flugstäube, Speise, Metallphasen) oder Schlacken Prozesstemperatur: ■ Circulation products from the copper and steel industries (eg, desserts, smoothing, fly ash, food, metal phases) or slags Process temperature:
■ 1300 - 1600 °C (bisher optimale Prozesstemperatur bei 1400 °C) Aqgreqat(e): ■ 1300 - 1600 ° C (previously optimal process temperature at 1400 ° C) Aqgreqat (e):
■ E-Ofen (rechteckig, Behandlungszone, Ruhezone, Abstich als Überlauf ausgeführt, Zulauf über Rinnensystem, Gaseintrag durch Bodenspülung) ■ E-oven (rectangular, treatment zone, rest zone, tapping executed as overflow, inlet via gutter system, gas input through soil rinsing)
■ Geschlossener AOD-Konverter mit Bodenspülung Prozessführung: ■ Closed AOD converter with floor flushing process control:
■ Diskontinuierlich ■ discontinuous
■ Kontinuierlich (bevorzugt, abhängig von den laufenden Untersuchungen ob tatsächlich realisierbar) ■ Continuous (preferred, depending on the current investigations if actually feasible)
■ Mehrstufig - Notwendig! Enerqiezuführung: ■ Multi-level - necessary! Enerqiezuführung:
■ E-Ofen - elektrisch (sehr geringe Sauerstoffpotentiale einstellbar) ■ electric oven - electric (very low oxygen potentials adjustable)
■ AOD-Konverter - gasbefeuert (unterstöchiometrische Verbrennung erforderlich (□ < 1 ; bevorzugt 0,8-0,9; Nachteil - Sauerstoffpotential erhöht im Vergleich zum E-Ofen) Verweilzeit: ■ AOD converter - gas-fired (stoichiometric combustion required (□ <1, preferably 0.8-0.9; disadvantage - oxygen potential increased compared to the electric furnace) dwell time:
■ Noch nicht endgültig ermittelt; ca. 2-6 h Produkte: ■ not yet finally determined; approx. 2-6 h Products:
■ Schlackenprodukt(e) - Fayalitprodukt, Magnetitprodukt ■ slag product (s) - fayalite product, magnetite product
■ Flugstaub ■ flue dust
■ Metalllegierung ■ Metal alloy
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen: In the drawings, embodiments of the invention are shown schematically. Show it:
Fig. 1 : Eine schematische Darstellung zum Prozessablauf, Fig. 2: Eine Tabelle zur Spezifikation des Einsatzstoffes, 1: a schematic representation of the process flow, FIG. 2: a table for the specification of the starting material,
Fig. 3: Eine Tabelle zur Spezifikation für das Schlackenprodukt aus dem Prozess. Fig. 3: A table for the specification of the slag product from the process.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung zur Durchführung der einzelnen Prozessschritte. Insbesondere wird der Prozessablauf bei der Tiefreduktion von Eisensilikatgestein zu einem Fayalit- oder Magnetitprodukt als Rohstoff für den Einsatz in der Eisen- und Stahlindustrie dargestellt. Die Schlacke aus dem primären Kupferprozess wird bevorzugt flüssig in den Tiefred uktionsprozess chargiert. Die flüssige Schlacke weist bevorzugt eine Temperatur im Bereich von 1200 °C bis 1350 °C auf. Typisch ist ein Temperaturwert von etwa 1260 °C. Fig. 1 shows a schematic representation for carrying out the individual process steps. In particular, the process sequence in the deep reduction of iron silicate rock to a fayalite or magnetite product is shown as a raw material for use in the iron and steel industry. The slag from the primary copper process is preferably charged liquid in the Tiefred uktionsprozess. The liquid slag preferably has a temperature in the range of 1200 ° C to 1350 ° C. Typical is a temperature value of about 1260 ° C.
Alternativ ist auch daran gedacht, Schlackenhalden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aufzuarbeiten. Im Vergleich zur Verarbeitung von flüssiger Schlacke wird hier jedoch ein höherer Energiebedarf verursacht, da zunächst ein Einschmelzen des festen Materials erforderlich ist. Eine typische Analyse des Einsatzstoffes ist in der Tabelle gemäß Fig. 2 dargestellt. Alternatively, it is also intended to work up slag heaps by the process according to the invention. In comparison to the processing of liquid slag, however, a higher energy requirement is caused here, since first a melting down of the solid material is required. A typical analysis of the feedstock is shown in the table of FIG.
Ziel des Prozesses ist es, die enthaltenen edleren Wertmetalle durch selektive Reduktion vom Eisen zu trennen. Das Eisen verbleibt, gebunden an Silizium und/oder an Sauerstoff als Fayalitprodukt (Fe2Si04) oder Magnetitprodukt (Fe3O4) für die weitere Verwendung als Einsatzstoff in der Eisen- und Stahlindustrie. Dieses Produkt enthält weitere Oxide von Ca, Mg oder Cr als Verunreinigungen. Die Spezifikation für das Produkt findet sich in der Tabelle gemäß Fig. 3. The aim of the process is to separate the precious metals contained in it by selective reduction of the iron. The iron remains bound to silicon and / or oxygen as a fayalite product (Fe 2 SiO 4 ) or magnetite product (Fe 3 O 4 ) for further use as a feedstock in the iron and steel industry. This product contains other oxides of Ca, Mg or Cr as impurities. The specification for the product can be found in the table according to FIG. 3.
Während des Aufheizens auf die bevorzugte Prozesstemperatur von 1400 °C muss durch den Eintrag von Sauerstoff der vorhandene Restschwefel aus dem System entfernt werden, damit die anschließende Reduktionsperiode effizient ausgeführt werden kann. Durch Zugabe von max. 7 % festen Kohlenstoff bezogen auf die Schlackenmenge wird das Schmelzbad abgedeckt und vor weiterem Sauerstoffzutritt geschützt. Das CO/CO2-Verhältnis der Prozessatmosphäre ist so einzustellen, dass ein Sauerstoffpotential von 10"12 atm nicht überschritten wird. In dieser Phase verflüchtigen die volatilen Bestandteile der Schlacke und verlassen mit dem Abgas den Prozess. Im Zuge der Abgasbehandlung fallen diese in Form ihrer Oxide als Flugstaub an. Der erhaltene Flugstaub hat eine Zusammensetzung von etwa 40- 60 % Zn, 10-20 % Pb und <10 % As und kann als Rohstoff für die Zinkerzeugung z.B. im sog. Wälzprozess eingesetzt werden. Aus dem hier betrachteten Beispiel mit einer Jahrestonnage von 700.000 1 ist mit einer Flugstaubmenge von ca. 20.000 t zu rechnen. Der Kupfergehalt nach diesem Prozessschritt beträgt noch etwa 0,2-0,3 % Cu. Zur selektiven Trennung von Kupfer und Eisen wird über am Boden angeordnete Spülsteine Kohlenmonoxid als Reduktionsmittel eingetragen. Der Vorteil der Bodenspülung liegt in der wesentlich geringeren benötigten Gasgeschwindigkeit im Vergleich zu einer Lanzenspülung. Dies führt zu einer intensiven Vermischung zwischen Schlacke, Metall und Gasphase. Die Reduktion findet an der Phasengrenzfläche Gas/Schlacke nach der Reaktionsgleichung CU2O + CO - 2Cu + CO2 statt. Die gebildeten Metalltropfen sind sehr fein (max. 20 pm) und müssen in einer Beruhigungszone durch Dichtetrennung von der Schlackenphase getrennt werden. During the heating up to the preferred process temperature of 1400 ° C, the entry of oxygen must remove the residual sulfur present from the system so that the subsequent reduction period can be carried out efficiently. By adding max. 7% solid carbon based on the amount of slag is covered in the molten bath and protected against further oxygen access. The CO / CO2 ratio of the process atmosphere must be adjusted so that it does not exceed an oxygen potential of 10 "12 atm. In this phase, the volatile components of the slag volatilize and leave the process with the exhaust gas The obtained fly ash has a composition of about 40-60% Zn, 10-20% Pb and <10% As and can be used as a raw material for the zinc production eg in the so-called rolling process.From the example considered here An annual tonnage of 700,000 1 is to be expected with a flow rate of about 20,000 tonnes. The copper content after this process step is still about 0.2-0.3% Cu. For the selective separation of copper and iron, carbon monoxide is introduced as a reducing agent via rinsing stones arranged on the bottom. The advantage of soil flushing lies in the much lower required gas velocity compared to a lancet purging. This leads to an intensive mixing between slag, metal and gas phase. The reduction takes place at the phase interface gas / slag according to the reaction equation CU2O + CO - 2Cu + CO2. The metal drops formed are very fine (max 20 pm) and must be separated from the slag phase in a calming zone by density separation.
Je nach weiterem Verarbeitungsweg kann die Mineralogie des Schlackenproduktes für den jeweiligen Einsatzzweck angepasst werden. Soll das Produkt zum Beispiel direkt im Hochofen eingesetzt werden, ist die erhaltene Fayalitphase ausreichend. Für den Einsatz über den Hochofenmöller ist die Vorbehandlung in der Sinteranlage notwendig. Der Schmelzbereich von Fayalit (ca. 1180 °) ist hierfür zu gering und würde zu Problemen in der Verarbeitung führen. Daher ist die Einstellung des Mag- netigehaltes im Fertigprodukt notwendig. Durch Zusatz einer definierten Menge an Sauerstoff kann dieses Verhältnis nach der Anforderungen des Kunden eingestellt werden. Der Sauerstoff kann nicht nur in From von Sauerstoffgas zugesetzt werden, sondern auch in Form von Zwischenprodukten, die als Sauerstoffdonatoren dienen, wie z. B. Fe2O3-Staub aus der Stahlindustrie. Depending on the further processing, the mineralogy of the slag product can be adapted for the respective application. If the product is to be used, for example, directly in the blast furnace, the fayalite phase obtained is sufficient. For use above the blast furnace, the pre-treatment in the sinter plant is necessary. The melting range of fayalite (about 1180 °) is too low for this and would lead to problems in processing. Therefore, the adjustment of the manganese content in the finished product is necessary. By adding a defined amount of oxygen, this ratio can be adjusted according to the customer's requirements. The oxygen can be added not only in From oxygen gas, but also in the form of intermediates serving as oxygen donors, such. B. Fe2O3 dust from the steel industry.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Verfahren zur Aufbereitung von Eisensilikatgestein, bei dem aus dem Eisensilikatgestein mindestens ein Bestandteil mindestens teilweise entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zu Eisen unterschiedlicher Bestandteil mindestens teilweise entfernt wird und dass das aufbereitete Eisensilikatgestein zur Herstellung von Roheisen oder Stahl verwendet wird. 1. A process for the preparation of iron silicate rock, wherein from the iron silicate at least one component is at least partially removed, characterized in that at least one component other than iron is at least partially removed and that the processed iron silicate rock is used for the production of pig iron or steel.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Eisensilikatgestein in einem flüssigen Zustand aufbereitet wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the iron silicate stone is processed in a liquid state.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Eisensilikatgestein mit einer Temperatur von etwa 1300 °C bis 1600 °C aufbereitet wird. 3. The method according to claim 1, or 2, characterized in that the iron silicate rock is treated at a temperature of about 1300 ° C to 1600 ° C.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass während der Aufbereitung ein Reduktionsmittel zugeführt wird. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a reducing agent is supplied during the treatment.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbereitung mehrstufig durchgeführt wird. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the processing is carried out in several stages.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass während der Aufbereitung mindestens zeitweilig Sauerstoff zugeführt wird. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that during the treatment at least temporarily oxygen is supplied.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbereitung innerhalb eines Elektroofens mit Bodenspülung durchgeführt wird. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the treatment is carried out within an electric furnace with soil rinse.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass während der Aufbereitung ein Reduktionsmittel zugeführt wird. 8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that a reducing agent is supplied during the treatment.
9. Vorrichtung zur Aufbereitung von Eisensilikatgestein, dadurch gekennzeichnet, dass das Eisensilikatgestein in einem Ofen aufbereitet wird, der eine Zufuhreinrichtung für ein Gas aufweist. 9. An apparatus for the treatment of iron silicate rock, characterized in that the iron silicate rock is processed in an oven having a supply device for a gas.
10. Vorrichtung zur Verarbeitung von aufbereitetem Eisensilikatgestein, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als eine Einrichtung zur Herstellung von Roheisen oder Stahl ausgebildet ist. 10. An apparatus for processing of processed iron silicate stone, characterized in that the device is designed as a device for the production of pig iron or steel.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausbildung als ein Hochofen vorliegt. 11. The device according to claim 10, characterized in that there is a training as a blast furnace.
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Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB652814A (en) * 1947-05-02 1951-05-02 Petri Baldur Bryk Process for the production of iron and iron alloys
US2986458A (en) * 1958-09-05 1961-05-30 Strategic Materials Corp Production of iron from ferrous slag materials
US3032411A (en) * 1959-02-24 1962-05-01 Strategic Materials Corp Metallurgical process
US3361557A (en) * 1965-03-22 1968-01-02 R N Corp Processes for direct reduction of ironbearing ores, slags and the like
US4036636A (en) * 1975-12-22 1977-07-19 Kennecott Copper Corporation Pyrometallurgical process for smelting nickel and nickel-copper concentrates including slag treatment
AT403294B (en) * 1994-10-10 1997-12-29 Holderbank Financ Glarus METHOD FOR PROCESSING WASTE OR METAL OXIDE-CONTAINING WASTE COMBUSTION RESIDUES AND DEVICE FOR CARRYING OUT THIS METHOD
AT405944B (en) * 1996-04-19 1999-12-27 Holderbank Financ Glarus METHOD FOR REDUCING OXIDIC SLAGS
AT406474B (en) * 1998-03-17 2000-05-25 Holderbank Financ Glarus METHOD FOR CONVERTING SLAG FROM NON-IRON METALLURGY
DE102006022779A1 (en) * 2005-06-08 2006-12-21 Sms Demag Ag Method and apparatus for recovering a metal from a slag containing the metal
AU2005338902B2 (en) * 2005-12-09 2011-09-01 Council Of Scientific And Industrial Research A process for recovery of iron from copper slag
JP5180438B2 (en) * 2006-01-18 2013-04-10 新日鐵住金株式会社 Method for producing charcoal-containing pellets
EP2053137A1 (en) * 2007-10-19 2009-04-29 Paul Wurth S.A. Recovery of waste containing copper and other valuable metals
JP5308711B2 (en) * 2008-05-16 2013-10-09 新日鐵住金株式会社 Granulation method for sintered raw materials for iron making
JP5326475B2 (en) * 2008-10-07 2013-10-30 新日鐵住金株式会社 Method for recovering chromium from chromium-containing slag
JP5049311B2 (en) * 2009-03-31 2012-10-17 パンパシフィック・カッパー株式会社 Method and system for dry treatment of converter slag in copper smelting
JP2012067375A (en) * 2010-09-27 2012-04-05 Pan Pacific Copper Co Ltd Dry processing method and system for converter slag in copper smelting
JP2012012707A (en) * 2011-09-22 2012-01-19 Pan Pacific Copper Co Ltd Dry-type treating method and system for converter slag in copper refining
CN102851513A (en) * 2012-09-14 2013-01-02 金川集团股份有限公司 Method for recovering valuable metals from nickel-copper molten slag through selective reduction
CN102952952B (en) * 2012-09-26 2014-08-20 东北大学 Method for directly restoring and recovering copper iron from smelting copper slag
CN103060502B (en) * 2013-01-14 2014-03-26 白银龙家丰金属渣综合利用有限公司 Process for one-time reduction melting of ferric silicate by using waste copper residue

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *
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