AT10275U1 - Eisenoxid-sinterverfahren für sprühröstoxid mit abgasrückführung - Google Patents
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Description
2 AT010 275U1
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sinterung von pulverförmigen, aus salzsauren Bei-zablaugen in Sprühröstanlagen erhaltenen Eisenoxiden, um diese in eine für die Rückführung in den Prozess der Stahlherstellung entsprechende, dh eine kompakte, stückige Form zu bringen.
Sprühröstanlagen (z. B. für die Ruthner- oder Woodall-Duckham-Verfahren) zur Wiederaufbereitung sogenannter salzsaurer Beizablaugen, welche hierin auch als Salzsäure-Regenerationsanlagen bezeichnet werden, sind aus dem Stand der Technik bekannt und kommen weltweit zum Einsatz. Diese dienen vornehmlich der Gewinnung von Salzsäure (HCl), wobei pulverförmiges Eisenoxid (Fe203) als Nebenprodukt anfällt. Das in den Sprühröstanlagen anfallende Eisenoxid stellt bei entsprechender Qualität ein verkaufsfähiges Produkt dar, welches zum Grossteil zur Herstellung magnetischer Materialen eingesetzt wird.
In den letzten Jahren wurden jedoch deutlich mehr Anlagen zur Wiederaufbereitung von salzsauren Beizablaugen installiert, als entsprechender Markt für pulverförmiges Eisenoxid vorhanden ist. Es mussten daher alternative Verfahren zur Wiederaufbereitung eingesetzt werden (z. B. die KCH-Fliessbett- oder Lurgi-Fliessbett-Verfahren), bei welchen das Eisenoxid in grobkörniger Form anfällt, sodass es in der Eisen- und Stahlerzeugung wieder als Rohmaterial ersetzbar ist.
Obwohl das Sprühröst-Verfahren dem Fliessbett-Verfahren in einigen wesentlichen Punkten überlegen ist, ist aber aufgrund der eingeschränkten Verwertbarkeit des als Nebenprodukt anfallenden pulverförmigen Eisenoxids das Fliessbett-Verfahren in vielen Fällen vorzuziehen. Es sei denn, dass das pulverförmige Eisenoxid einer Sprühröstanlage könnte beispielsweise einer Sinteranlage zugeführt werden, wie sie in der Eisen- und Stahlherstellung für Feinerze verwendet werden. Allerdings sind diese Sinteranlagen auf Eisenerze ausgelegt, der Einsatz von pulverförmigem Eisenoxid aus Sprühröstanlagen ist daher aus Qualitäts- oder Wirtschaftlichkeitsgründen stark eingeschränkt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, das es ermöglicht, pulverförmige Eisenoxide aus Sprühröstanlagen unmittelbar nach der Säure-Regeneration in wirtschaftlicher Weise in eine kompakte, stückige Form überzuführen.
Das aus dem Säure-Regenerationsverfahren austretende Eisenoxid kann am Reaktoraustritt eine Temperatur von 100 bis 800°C, üblicherweise von 300 bis 400°C oder von ungefähr 350°C aufweisen, und wird zur Verbesserung des Sinterungsvorgangs und/oder aus wirtschaftlichen Gründen mit Zuschlagstoffen vermischt und anschließend einem Sinterofen zugeführt. Diese Zuschlagstoffe können - kohlenstoffhältige Materialien, wie beispielsweise Koks oder Kohle, in einem Anteil von 5-50%, vorzugsweise in pulvriger Form, als Energiequelle zum Erzielen der notwendigen Sintertemperatur und/oder zum Beschleunigen des Sinterungsvorgangs, - Mittel zum Herabsetzen der Sintertemperatur und/oder Schlackenbildner, wie sie auch bei der Stahlherstellung eingesetzt werden, wie Oxide/Silikate der Alkali-/Erdalkalimetalle oder Silizium, umfassen.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Pulvergemisch vor der Sinterung einer Vor-Kompaktierung unterzogen werden, wie beispielsweise einer Brikettierung, einer Pelletisierung, einer Pressgranulierung, einer Extrusion. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, das Eisenoxid am Anschluss an die Sinterung einer Brechereinrichtung zuzuführen.
Wie bei den aus der Stahlindustrie bekannten Sinterverfahren wird bei der vorliegenden Erfindung das Eisenoxid mittels eines Brenners unter Einsatz von gasförmigen (z.B. Flüssiggas, Erdgas) oder flüssigen Brennstoffen (z.B Öl) auf die Sintertemperatur gebracht, gesintert, anschließend, sofern keine Vor-Kompaktierung erfolgte, zerkleinert und in für die Weiterverarbei- 3 AT010 275U1 tung notwendige Form gebracht und abgekühlt, um so den Anforderungen für die Verarbeitung im Stahlprozess zu entsprechen ("Pig Iron"). Gewünschtenfalls kann dem Eisenoxid vor der Sinterung zusätzlich ein kohlenstoffhaltiger Brennstoff, vorzugsweise Kohle oder Koks, zum Erzielen der notwendigen Sintertemperatur und/oder zum Beschleunigen der Sinterung zugemischt werden.
Der Sinterofen kann entweder kontinuierlich (z.B. als Sinterband) oder diskontinuierlich (chargenweise) betrieben werden, wobei das kontinuierliche Verfahren aufgrund der besseren Regu-lierbarkeit bevorzugt wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können die aus der Sintervorrichtung austretenden heißen Abgase in den Regenerations-Reaktor zurückgeführt werden, womit sich eine verbesserte Energie-Effizienz sowie eine Abgasreinigung des Sinterofen-Abgases ergibt. Dabei kann die Gasführung (bevorzugt bei Unterdrück) durch die Sinteranlage durch einen im Regenerations-Verfahren eingesetzten Ventilator, beispielsweise ein Saugzuggebläse, erfolgen. Alternativ kann die Luftführung durch einen eigenen Ventilator erfolgen und eine getrennte Abgasreinigung umfassen (Venturi-Wäscher). Das Waschwasser aus dieser Abgasreinigung kann aufgrund des Chloridgehaltes in den Regenerationsprozess, beispielsweise durch Kolonnenaufgabe oder Ventilatoreindüsung, rückgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung wird anhand des nachstehenden Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figur im Detail beschrieben.
Die Figur zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In einer Salzsäure-Regenerationsanlage nach dem Sprühröstprinzip wird die (zu regenerierende) eisenhältige Altsäure 1 aus dem Stahl-Beizeprozess nach einer Aufkonzentrierung 2 über eine Eindüsungsvorrichtung 3 in den Sprühröstreaktor 4, nachstehend als Reaktor 4 bezeichnet, von oben eingedüst. Durch einen oder mehrere Brenner 5, die seitlich am Reaktor 4 angebracht sind und in diesen hineinragen, wird die Temperatur im Reaktor 4 auf ungefähr 550°C gehalten. Dadurch wird aus 2FeCI2 + 2H20 +1Α02 in einem Röstvorgang 4HCI + Fe203. HCl wird oben am Rekator 4 gasförmig abgeführt und einer nachfolgenden Absorption und Gaswäsche 6 zur Rückgewinnung der 18%-igen HCl, sowie zur Emissionsreduktion, unterworfen. Dazu ist im Anschluss an die Gaswäsche-Einheit ein Saugzug 7 vorgesehen. Das pulverförmige Eisenoxid sinkt zu Boden und wird über einen Brecher oder ein Zellenradsystem 8 ausgetragen, wobei die Temperatur des Eisenoxides noch ungefähr 350°C beträgt. Diesem Eisenoxid werden nun in einer Mischanlage 9 Zuschlagstoffe zugemischt und es wird eine Vor-Kompaktierung 10 unter Zugabe von Kompaktierflüssigkeit 11, beispielsweise Wasser in einer Menge bis zu 40 Vol-%, bezogen auf Eisenoxid und zugesetzte feste Zuschlagstoffe, vorgenommen. Die Mischung wird anschließend auf ein Sinterband 12, nachstehend auch als Sinterofen 12 bezeichnet, geführt.
Bei Zumischung von Feinkoks wird dieser über einen Zündbrenner 13 im Sinterofen 12 auf die Sintertemperatur, möglichst unter Ausnutzung der noch enthaltenen Wärme des Eisenoxides von ungefähr 300°C, auf ungefähr 1200°C gebracht. Die austretenden Abgase, die zum Teil Feinstaub, aber auch flüchtige Metallchloride sowie HCl enthalten können, werden über die Abgasrückführung 14 wieder in den Reaktor 4 zurückgeführt. Dadurch wird bei diesem Verfahren die Abgaswärme des Sinterprozesses für die Röstreaktion im Reaktor 4 genutzt.
Wie in der Figur gezeigt, ist ferner am Ende des Sinterofens 12 ein Sammelcontainer 15 für gesinterte Eisenoxidpellets vorgesehen. Erforderlichenfalls weist die Anlage auch einen zwischen Sinterband 12 und Sammelcontainer 15 vorgesehenen Brecher 16 für das Sintergut auf (nicht gezeigt). Über den Unterdrück im Reaktor, der über ein Saugzug-Gebläse 7 nach der HCI-Absorption eingestellt wird, wird auch das Sinterabgas angesaugt. Die Druckmessung am Reaktor wird
Claims (12)
- 4 AT010 275U1 durch 18 veranschaulicht, die Druckmessung im Sinterofen durch 19. Die Luftmenge und der Unterdrück werden über eine Regel-Klappe für die Luftzufuhr 20 eingestellt. Dies kann jedoch zwangsweise über ein zusätzliches Gebläse 17 erfolgen. In einer weiteren besonderen Ausführungsform werden die Abgase aus der Sinteranlage 12 über ein Saugzuggebläse 21 und eine separate Abgaswäsche 22 geführt, und das Wasser aus der Abgaswäsche wird über eine Waschwasser-Rückführung 23 wieder in den Regenerationsprozess zurückgeführt. Ansprüche: 1. Verfahren zur Sinterung von pulverförmigen Eisenoxiden aus Salzsäure-Regenerationsanlagen unter Ausnutzung des Energieinhalts des Eisenoxids für den Sinterungsprozess sowie der Abgase aus der Sinteranlage für den Regenerationsprozess, dadurch gekennzeichnet, dass das den Reaktor (4) der Salzsäure-Regenerationsanlage verlassende pulverförmige Eisenoxid unmittelbar nach dem Austritt und nach einer wahlweisen Vor-Kompaktierung (10) einer Sinteranlage (12) zugeführt wird, und die Abgase aus der Sinteranlage (12) wahlweise wieder in den Regenerationsprozess zurückgeführt werden.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Eisenoxides am Reaktoraustritt (8) von 100°C bis 800°C, üblicherweise von 350°C bis 400°C, beträgt.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Eisenoxid vor der Sinterung Zuschlagstoffe zum Herabsetzen der Sintertemperatur und/oder zum Erniedrigen der Schmelztemperatur zugemischt werden.
- 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Eisenoxid Zuschlagstoffe zum Erhöhen der Festigkeit des gesinterten Eisenoxides oder Schlackenbildner zugemischt werden.
- 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erhitzen des Eisenoxids auf Sintertemperatur Brenner (13) eingesetzt werden.
- 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Eisenoxid vor der Sinterung zusätzlich ein kohlenstoffhältiger Brennstoff, vorzugsweise Kohle oder Koks, zum Erzielen der notwendigen Sintertemperatur und/-oder zum Beschleunigen der Sinterung zugemischt wird.
- 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Eisenoxid einer Vor-Kompaktierung (10) unter Zumischung eines flüssigen Zuschlagstoffes (11), bevorzugt unter Zumischung von Wasser, in einer Menge bis zu 40 Vol.-%, bezogen auf Eisenoxid und gegebenenfalls zugesetzte feste Zuschlagstoffe, unterzogen wird.
- 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Eisenoxid ohne Vor-Kompaktierung (10) gesintert und anschließend einer Brechereinrichtung (16) zugeführt wird.
- 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgase aus der Sinteranlage (12) direkt in den Reaktor (4) oder in die Brennerkammer (5) zurückgeführt werden.
- 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgase 5 AT010 275U1 aus der Sinteranlage (12) über ein Saugzuggebläse (21) und eine separate Abgaswäsche (22) geführt werden, und das Wasser aus der Abgaswäsche wieder in den Regenerationsprozess zurückgeführt wird.
- 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Unterdrück und Luftzufuhr in der Sinteranlage über den im Reaktor (4) herrschenden Unterdrück von vorzugsweise 0 bis 50 mbar, welcher durch ein Saugzuggebläse (7) eingestellt wird, und eine Verstelleinrichtung eingestellt werden.
- 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung eine Klappe (20) und/oder ein Gebläse (17) ist. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen
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