DE1066215B - - Google Patents
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14. märz 1958March 14, 1958
1.oktober 1».s9 24. märz i9601 october 1 ».s9 24 march i960
Es ist bekannt, Eisenerze mit reduzierenden Gasen zu niedrigen Oxydationsstufen wie FeO und Fe8O4 zu reduzieren. Ein besonderes Anwendungsgebiet dieser reduzierenden Röstung ist das sogenannte tnagne- , tisierende Rösten, wobei als Vorstufe für die nachgeschaltete Magnetscheidung darauf hingearbeitet wird, den Eisenvorlauf des Erzes möglichst vollständig zu Magnetit zu reduzieren. Diese Reduktion wird im allgemeinen in Drehrohöfen durchgeführt, und zwar vorwiegend in solchen verhältnismäßig neuerer Konstruktion, welche nicht nur einen Brenner am Austragsende enthalten, sondern bei denen die Brenner, auch über die Länge des Drehrohres verteilt sind, wobei meistens der Brenner am Austragsende in Fortfall kommt. Die Verteilung der Brenner über die Ofenlänge ermöglicht es, den Temperaturverlauf und die Gaszusammensetzung in weiten Grenzen zu regeln und auf den jeweils optimalen Wert einzustellen.It is known to use reducing gases to reduce iron ores to low oxidation levels such as FeO and Fe 8 O 4 . A special field of application of this reducing roasting is the so-called magnetizing roasting, whereby as a preliminary stage for the subsequent magnetic separation work is carried out on reducing the iron flow of the ore as completely as possible to magnetite. This reduction is generally carried out in rotary kilns, mainly in those relatively newer designs that not only contain a burner at the discharge end, but in which the burners are also distributed over the length of the rotary tube, with the burner at the discharge end mostly being omitted comes. The distribution of the burners over the length of the furnace makes it possible to regulate the temperature profile and the gas composition within wide limits and to set the optimal value in each case.
Ein Teil des reduzierenden Gases wird gewöhnlich am Röstgutaustragsende kalt, also nicht über einem ao Brenner aufgegeben. Dieses führt innerhalb der zwischen Austragsende und dem letzten Brenner liegenden Zone, der sogenannten- Kühlzone, einen Teil der im Austragsgut steckenden fühlbaren Wärme in die Reduktionszone zurück und macht sie dadurch nutzbar.Part of the reducing gas is usually cold at the roasting product discharge end, i.e. not above an ao Brenner abandoned. This leads within the zone between the discharge end and the last burner, the so-called cooling zone, part of the Sensible heat in the discharge material returns to the reduction zone and thus makes it usable.
Der größte Teil des fühlbaren Wärmemhaltes des Austragsgutes muß aber trotzdem in einer SchIufS-kühlung vernichtet werden, was. gewöhnlich durch Eintragen des Gutes in Wasser erfolgt, wenn man nicht verhältnismäßig komplizierte und daher aufwendige Schlußkühler hinter den Drehrohröfen nachschaltet'.Most of the sensible heat retention of the discharge material must nevertheless be destroyed in a SchIufS cooling, what. usually through Entering the goods in water takes place if one does not connect a relatively complicated and therefore expensive final cooler behind the rotary kiln '.
Andererseits ist es bekannt, bei der Gewinnung verflüchtigungsfälliger , Metalle als Metallrauch aus Erzen, Hüttenprodukten u. dgl. durch Reduktion in einem bewegten Ofen die Reaktionsbedingungen da- · durch zu regeln, daß feinkörnige Erze oder Hütten-, produkte, z. B. Zwischenoxyde des Prozesses, ganz oder zum Teil erst in, die Reaktionszone eingeführt werden, und zwar gegebenenfalls zusammen mit den zur Weiterverarbeitung erforderlichen Zuschlägen bzw. Reduktionsmitteln.On the other hand, it is known in the extraction of volatilizable metals as metal smoke from Ores, metallurgical products and the like by reducing the reaction conditions in a moving furnace. by regulating that fine-grained ores or metallurgical products, e.g. B. intermediate oxides of the process, whole or some of them are only introduced into the reaction zone, optionally together with the additives or reducing agents required for further processing.
Die Erfindung beschreibt ein Verfahren, das es unter Anwendung _ dieser für ' die Gewinnung verfiüchtigungsfähiger Metalle bekannten Maßnahme der Einführung des Roherzes in die Reaktionszone auf die · reduzierende Röstung oxydischer Eisenerze im Drehrohrofen ermöglicht, die im Austragsgut enthaltene fühlbare Wärme mit einem weit größeren Ausmaß als nach den bekannten Verfahren für die' Reduktion nutzbar zu' machen.The invention describes a process which can be carried out using this known measure for the recovery of volatile metals The introduction of the raw ore into the reaction zone enables the reducing roasting of oxidic iron ores in the rotary kiln, those contained in the discharge material sensible heat to a far greater extent than after the known processes for the 'reduction to make usable.
Bei den bekannten Verfahren wird ein Teil des aufgegebenen' Erzes stets von den am ErzeintragsendeIn the known processes, part of the ore that is abandoned is always replaced by the ore at the end of the ore entry Verfahren zur reduzierenden Röstung von Eisenerzen >Process for reducing roasting of iron ores>
Metailgesellsciiaft Aktiengesellschaft, Frankfurt/M.Metailgesellsciiaft Aktiengesellschaft, Frankfurt / M.
Dr. Hans Rausch, Obertirsel (Taunus), Dr. Kurt Meyer, Frankfurt/M., und Walter Koch, Offenbach/M., sind als Erfinder genannt wordenDr. Hans Rausch, Obertirsel (Taunus), Dr. Kurt Meyer, Frankfurt / M., and Walter Koch, Offenbach / M., have been named as inventors
austretenden Gasen als Staub mitgenommen, und zwar je nach dem Feinkorngehalt des aufgegebenen Erzes und dem Grad des KornzerfalIs im Drehrohrofen zwischen etwa 5 -und 30*/» der aufgegebenen Erz-. menge. Dieser ausgetragene Staub ist nicht oder nur sehr selten unvollkommen reduziert, nicht nur, weil die Temperatur in der Zone, bis zu der er eindringen kann, zu einer vollständigen Reduktion nicht ausreicht, sondern auch weil das Aufgabeende des Drehrohres gewöhnlich oxydierend gefahren wird, um das Reduktionsgas möglichst vollständig auszunutzen. Seine Behandlung stellt ein emsthaftes Problem dar.escaping gases as dust, depending on the fine grain content of the ore abandoned and the degree of grain disintegration in the rotary kiln between about 5 and 30 percent of the ore charged. lot. This discharged dust is not, or only very rarely, imperfectly reduced, not only because the temperature in the zone up to which it can penetrate is not sufficient for a complete reduction, but also because the feed end of the rotary kiln is usually operated in an oxidizing manner in order to achieve the To use reducing gas as completely as possible. Its treatment poses a serious problem.
Die vorliegende Erfindung ist .auch geeignet, zur Losung dieses Problems beizutragen. Sie besteht im wesentlichen darin, einen Teil des Roherzes dem Ofen nicht am Eintragsende aufzugeben, sondern in seiner Schlußzone.The present invention is also suitable for helping to solve this problem. It consists in essential is not to give part of the raw ore to the furnace at the entry end, but in its Final zone.
Dieser in der Schlußzone aufgegebene Anteil des Erzes soll erfindungsgemäß besonders feinkörnig, vorzugsweise unter 1 mm sein. Da die meisten Erze ohnehin etwa 5 bis 20c/o als Solchen Feinkornanteil enthalten, können solche Erze erfindungsgemäß in der Weise verarbeitet werden, daß ihr Feinkornanteil z. B. durch Sieben oder Windsichten abgetrennt wird, der grobe Anteile in an sich bekannter Weise im Drehrohrofen reduziert und der Feinkornanteil dem Ofen erst in seiner Schlußzöne zugeführt wird.According to the invention, this portion of the ore abandoned in the final zone should be particularly fine-grained, preferably less than 1 mm. Since most ores anyway contain about 5 to 20 c / o as such fine grain fraction, such ores can be processed according to the invention in such a way that their fine grain fraction z. B. is separated by sieving or air sifting, the coarse portions are reduced in a known manner in the rotary kiln and the fine grain portion is fed to the furnace only in its final zone.
Es hat sich nämlich überraschenderweise gezeigt, daß die Temperatur und der Wärmeinhalt des fes,ten Gutes in der Scjilußzone ausreichen,, um feine staubförmige Anteile noch vollständig fertigzureduzieren, solange.die Menge nicht allzu groß wird. Die genaueSurprisingly, it has been shown that the temperature and the heat content of the solid Good things in the flow zone are sufficient to completely reduce fine dusty fractions, as long as the crowd doesn't get too big. The exact
m mimm mim
.3.3
•enze der maximalen 'Staubmenge, der in der Kühlne noch fertigreduziert werden kann, hängt unter derem ab vom Fe2O3-Gehalt des aufgegebenen aubes, seiner Kornfeinheit, seiner Eiritrittstempetür bei der Rückführung, der Zusammensetzung des iduktionsgases und der Temperatur, bei der die auptreduktion durchgeführt werden muß. Dieser iximal zulässige Wert kann von Fall zu Fall durch ;rsuche bestimmt werden. Er liegt bei Erzen übher Zusammensetzung, Verwendung von Generators als Reduktionsmittel und einer Reduktionsmperatur von 750 bis 800° C bei etwa 20 bis 25«/».• The maximum amount of dust that can still be reduced in the cooler depends, among other things, on the Fe 2 O 3 content of the abandoned area, its grain fineness, its entry temperature during recirculation, the composition of the induction gas and the temperature at which the maximum reduction must be carried out. This maximum permissible value can be determined on a case-by-case basis by searching. For ores with a higher composition, the use of a generator as a reducing agent and a reduction temperature of 750 to 800 ° C, it is around 20 to 25 "/".
besonders ungünstigen Fällen kann dieser Wert s auf etwa 10% absinken und in besonders günigen
Fällen auf etwa 35 bis 40% steigen. Die angebene Grenze von etwa 20 bis 25% entspricht
>er dem größeren Durchschnitt der meisten Erze.
Da normalerweise auch im Ofen eine gewisse 'indsichtung von selbst eintritt, dergestalt, daß unduzierter
oder wenig reduzierter Staub von den istretenden Gasen mitgerissen wird, ist es gemäß
ner besonderen Ausgestaltung der Erfindung nicht )twendig, den Feinkornanteil der Erze in einer
paraten Verfahrensstufe abzutrennen. Man kann elmehr den aus dem Drehrohrofen ausgetragenen
:aub nach seiner bekannten Abscheidung, z. B. in /klonen, als Feinkornanteil des Roherzes verwenden
id in die Schlußzone des Ofens zurückführen.
Selbstverständlich ist es zweckmäßig, diesen rückiführten Staub so heiß wie möglich, d. h. ohne
wischenkühlung nach der Abscheidung aus dem ustrittsgas, wieder dem Ofen aufzugeben.
Wenn das aufzugebende Erz besonders viel Feinlteile enthält oder wenn es sehr mürbe ist oder wäh-
:nd der Reduktion stark zum KornzerfaIl neigt, kann ; vorkommen, daß der natürliche Anteil an Feinkorn
rößer wird, als in der Schlußzone hinter dem letzten renner fertigreduziert werden kann. In diesem Fall
inn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfinung trotzdem der ganze Staubanfall rückgeführt und
:rtigreduziert werden, indem die Rückführung nicht inter, sondern vor der letzten Wärmezuführungszone,
η allgemeinen dem letzten Brenner, erfolgt.
Häufig aber ist der natürliche Anfall an Feinkorn leiner als die Aufnahmefähigkeit der Kühlzone. In
iesem Fall wird die beste Ausnutzung des Wärmeihaltes des Austraggutes in der Weise sichergestellt,
aß zusammen mit dem rückgeführten Staub so viel 'einanteil des Roherzes in die Schlußzone aufgegeben
'ird, daß die Summe von Rohrerz und rückgeführtem taub gerade der maximalen Aufnahmefähigkeit der
aihlzone entspricht, wenn der Feinanteil des Rohrzes dazu ausreicht.In particularly unfavorable cases this value s can drop to about 10% and in particularly favorable cases it can rise to about 35 to 40%. The stated limit of around 20 to 25% corresponds> to the larger average of most ores.
Since, normally, a certain degree of insulation also occurs naturally in the furnace, such that unduced or slightly reduced dust is entrained by the escaping gases, it is not necessary, according to a special embodiment of the invention, to separate the fine-grain portion of the ores in a separate process stage. You can elmore the discharged from the rotary kiln: aub after its known deposition, z. B. in / clone, use as the fine grain fraction of the raw ore id return to the final zone of the furnace.
Of course, it is advisable to return this returned dust to the furnace as hot as possible, ie without wiping cooling after separation from the outlet gas.
If the ore to be given up contains a particularly large number of fines or if it is very crumbly or during the reduction tends strongly to grain breakdown, can; it can happen that the natural proportion of fine grain becomes larger than can be reduced in the final zone behind the last runner. In this case, in accordance with a further embodiment of the invention, the entire dust accumulation is nevertheless returned and reduced in that the return does not take place inside, but rather before the last heat supply zone, η generally the last burner.
Often, however, the natural amount of fine grain is less than the absorption capacity of the cooling zone. In this case, the best use of the heat retention of the discharged material is ensured in such a way that, together with the returned dust, so much 'part of the raw ore is given up in the final zone' that the sum of the pipe ore and the returned deaf corresponds to the maximum absorption capacity of the cooling zone if the fines content of the cane is sufficient.
Reicht der Feinanteil des Roherzes aber nicht aus, m zusammen mit dem rückgeführten Staub die maxiiale Aufnahmefähigkeit der Kühlzone auslasten zu ^nnen und/oder ist eine Absiebung des Feinanteiles ;hv7ierig oder nicht erwünscht, kann gemäß einer nderC" Ausgestaltung, der Erfindung ein entsprechener Anteil des Roherzes mit oder ohne vorherige Abiebung .aufgemahlen und zusammen mit dem Staub er Kühlzone aufgegeben werden. Die Menge Roherz, ie zur Auffüllung der maximalen Aufnahmefähigkeit er Kühlzone über den natürlichen Staubanfall an-.ewendet werden kann, hängt in erster Linie von der reuchtigkeit des Erzes ab, wenn es nicht vor der Aufgabe vorgetrocknet wird, beispielsweise mit den AbJasen des Drehrohres. Im allgemeinen ist es zwecknaßig, das Roherz mit keinem höheren Wassergehalt als etwa 5 bis 6% aufzugeben.But not enough of the fine fraction of the raw ore, m together with the recycled dust which maxiiale capacity of the cooling zone to capacity can be ^ and / or is a screening of the fine proportion; HV7 ier ig or not desired, according to a nderC "embodiment, the invention provides a Corresponding proportion of the raw ore with or without prior abrasion. be ground up and given up together with the dust in the cooling zone. The amount of raw ore that can be used to fill the maximum absorption capacity of the cooling zone via the natural dust accumulation depends primarily on the r euchtigkeit from the ore, if it is not pre-dried prior to the object, for example with the AbJasen of the rotary tube. generally, it is zwecknaßig abandon the raw ore with no higher water content than about 5 to 6%.
Ein Teil des rückläufigen Staubes bzw. Feinerzes verläßt im allgemeinen das Drehrohr nicht zusammen mit dem Austragsgut, sondern wird mit den Austrittsgasen am Aufgabeende ausgetragen. Das stört aber die Durchführbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht, weil sich dann nur ein neuer Gleichgewichtszustand einstellt mit einem etwas höheren Staubaustrag als ohne Rückführung. Es wurde z. B. in einem bestimmten Fall gefunden, daß die AbgaseA part of the returning dust or fine ore generally does not leave the rotary kiln together with the discharge material, but is discharged with the discharge gases at the end of the feed. But that bothers the feasibility of the method according to the invention is not, because then there is only a new state of equilibrium sets with a slightly higher dust discharge than without recirculation. It was z. B. found in one particular case that the exhaust
ίο eines mit besonders feinkörnigem Eisenerz beaufschlagten Drehrohrofens 18,3% des ausgetragenen Gutes als Staubaustrag mitführten, wenn dieser anschließend verlorengegeben und nicht mehr rückgeführt wurde, 22,7% des aufgetragenen Gutes, wenn der gesamte Staubanfall gemäß der Erfindung in die Schlußzone des Drehrohrofens zurückgeführt wurde, nachdem der stationäre Gleichgewichtszustand erreicht war. Wird aber der ausgetragene Staub entsprechend der üblichen Fahrweise von Drehrohröfen dem Ofenίο a rotary kiln loaded with particularly fine-grain iron ore 18.3% of the discharged Take good things with you as dust discharge, if they are subsequently lost and no longer returned was, 22.7% of the applied material, if the total amount of dust according to the invention in the Final zone of the rotary kiln was returned after the steady state of equilibrium was reached was. But if the discharged dust is in accordance with the usual way of operating rotary kilns to the kiln
so zusammen mit dem Roherz am Aufgabeende wieder zugegeben, so steigt der Staubaustrag auf 45,2% des aufgegebenen Roherzes. Die erfindungsgemäße Arbeitsweise ermöglicht also außer der besseren Wärmeökonomie auch eine erhebliche Verringerung des Staubanfalles gegenüber den bekannten Verfahren, außer solchen, bei denen der Staub verlorengegeben wird.if added again together with the raw ore at the end of the feed, the dust discharge increases to 45.2% of the abandoned raw ore. The method of operation according to the invention also enables better heat economy also a considerable reduction in the amount of dust compared to the known processes, except those where the dust is lost.
In Sonderfällen ist es möglich, daß der Feinkornanteil des Erzes so hoch wird, daß sich bei vollständiger Einführung desselben in die Schlußzone des Drehrohrofens ein Gleichgewichtszustand erst bei technisch nicht tragbaren Staubgehalten des Austrittsgases einstellt. In diesen Fällen ist es gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung möglich, das Ansteigen des Staubpegels dadurch in erträglichen Grenzen zu halten, daß der Feinkornanteil oder ein Teil desselben vor der Einführung in die Schlußzone pelletisiert wird, gegebenenfalls unter Zusatz von Betonit oder anderen an sich bekannten Bindemitteln.In special cases it is possible that the fine grain fraction of the ore is so high that with complete Introduction of the same into the final zone of the rotary kiln only when a state of equilibrium is reached sets technically unacceptable dust levels of the exhaust gas. In these cases it is according to a special embodiment of the invention possible, the increase in the dust level in tolerable To keep limits that the fine grain fraction or part of the same before the introduction into the final zone is pelletized, optionally with the addition of bentonite or other known binders.
Vorzugsweise wird nur der feinste Anteil des rückr geführten Staubes pelletisiert, also der in der Endsichtung (Schlußzyklon, Sackfilter oder EGR) anfallende Anteil. Als ausreichende Größe hat sich m allen untersuchten Fällen eine Pelletsgröße von 2 bis 3 mm erwiesen. Die Herstellung größerer Pellets ist nicht notwendig, ja im allgemeinen nicht einmal zweckmäßig.Preferably only the finest portion of the returned dust is pelletized, i.e. the portion that occurs in the final sifting (final cyclone, bag filter or EGR). When a sufficient size pellet size of 2 to 3 mm has been found to m all cases examined. The production of larger pellets is not necessary, and in general not even expedient.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, den Querschnitt des Drehrohres von der Aufgabestelle des Staubes bzw. des Feinerzes an zu vergrößern. Durch diese Maßnahme wird die Gasgeschwindigkeit in der Kühlzone verringert, so daß der Anteil, der als Staub am Ofenkopf ausgetragen wird, weiter eingeschränkt wird.Another embodiment of the invention provides for the cross section of the rotary tube from the feed point of the dust or the fine ore to increase. This measure increases the gas velocity reduced in the cooling zone, so that the portion that is discharged as dust at the furnace head is further restricted.
Selbstverständlich ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, die Kühlzone nicht im Drehrohrofen selbst anzuordnen, sondern in eine dahinter geschaltete Trommel zu verlagern, deren Querschnitt zweckmäßig größer gehalten wird als der des Drehrohres. Bei dieser Äusführungsform der Erfindung kann zwischen Kühltrommel und Drehrohrofen ein Zyklon oder ein anderes Abscheideorgan geschaltet werden, wodurch der Anteil, der mit den Austrittsgasen staubförmig ausgetragen wird, noch weiter eingeschränkt wird.Of course, it is also possible within the scope of the invention not to place the cooling zone in the rotary kiln to arrange it yourself, but to move it into a drum connected behind it, the cross-section of which is appropriate is kept larger than that of the rotary kiln. In this embodiment of the invention, between Cooling drum and rotary kiln are connected to a cyclone or other separating element, whereby the proportion that is discharged in the form of dust with the outlet gases is further restricted.
Im allgemeinen ist es zweckmäßig, das Gas in der Kühl trommel ebenso wie im Drehrohrofen im Gegenstrom zum festen Stoff zu führen, um die beste AVärmeökonomie zu erzielen. Wird aber auf die höchste Wärmeökonomie weniger Wert gelegt als auf einen möglichst vollständig fertigreduzierten Staub,In general, it is useful to drum the gas in the cooling drum as well as in the rotary kiln in countercurrent to the solid material in order to achieve the best heat economy. But is on the the highest heat economy is less important than a dust that is as completely reduced as possible,
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1171364B (en) | 1960-01-11 | 1964-06-04 | Exxon Research Engineering Co | Process for the magnetizing roasting of non-magnetic iron ore particles |
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- DE DENDAT1066215D patent/DE1066215B/de active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1171364B (en) | 1960-01-11 | 1964-06-04 | Exxon Research Engineering Co | Process for the magnetizing roasting of non-magnetic iron ore particles |
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