DE1029568B

DE1029568B - Verfahren zur Vorbehandlung von auf Rosten zu sinternden Erzen, Erzkonzentraten und metallhaltigen Rueckstaenden

Info

Publication number: DE1029568B
Application number: DEU4152A
Authority: DE
Inventors: William Davies
Original assignee: United Steel Companies Ltd
Current assignee: United Steel Companies Ltd
Priority date: 1955-10-31
Filing date: 1956-10-09
Publication date: 1958-05-08

Description

Verfahren zur Vorbehandlung von auf Rosten zu sinternden Erzen, Erzkonzentraten und metallhaltigen Rückständen Die Erfindung bezieht sich auf das Sintern von Erzen, Erzkonzentraten und metallhaltigen Rückständen auf Sinterrosten, auf denen man aus dem stückig zu machenden Gut eine gasdurchlässige Schicht herstellt, durch die Luft entweder aufwärts oder abwärts hindurchgeleitet wird. Die Schicht muß brennbare Bestandteile enthalten, z. B. Koksklein, sofern die Beschickung nicht aus Pyriten oder einem anderen, von sich aus exotherm verbrennenden Gut besteht.
Das zu sinternde Gut setzt sich im allgemeinen aus einer Mischung von zwei oder mehr Bestandteilen, z. B. aus Erzkonzentraten und Rückgut oder aus zwei Konzentraten unterschiedlilcher Zusammensetzung zusammen, obschon es auch nur aus einem einzigen Stoff mit oder ohne Brennstoff bestehen kann.
Unabhängig von der Zahl der beteiligten Bestandteile ist es erwünscht, daß das Gut als Agglomerat auf den Sinterrost gelangt, d. h. zu kleinen kugelförmigen Stückchen zusammengeballt. Eine solche Beschickung besitzt gute Durchlässigkeit, so daß die zum Sintern erforderliche Luft leichter und ohne zu großen Kraftaufwand durch sie hindurchgesaugt oder hindurchgepreßt werden kann und der Rostdurchfall verringert wird.
Zur Herstellung der Agglomerate gelangt das Ausgangsgut in einen Mischer, der üblicherweise aus einer mit Hubelementen ausgerüsteten Drehtrommel besteht, in der das feinkörnige Gut zu kleinen kugelförmigen Stückchen zusammenrollt. Feuchtigkeit muß immer vorhanden sein, und wenn das Gut nicht schon von sich aus genügend Feuchtigkeit mit sich bringt, muß Wasser zugesetzt werden. Diese Wassermenge ist entscheidend, obschon sie naturgemäß je nach der Art des Gutes schwanken kann. Sie muß einerseits genügend groß sein, um eine Agglomeratbildung zu ermöglichen, darf aber andererseits nicht so hoch sein, daß die Oberfläche der Agglomerate feucht und klebrig wird, weil feuchte und klebrige Agglomerate nicht genügend fest sind sowie die Neigung zeigen, unter ihrem eigenen Gewicht zusammenzufallen, wodurch die Gasdurchlässigkeit der Beschickung verlorengeht. Des weiteren darf die Verweilzeit des Gutes im Mischer nicht so lang sein, daß die gebildeten Agglomerate übereinanderrollen und hierbei Feuchtigkeit aus dem Inneren jedes Agglomerates an seine Oberfläche gepreßt wird. Die Bedingungen, unter denen ein geeignetes Agglomerat aus jedem gegebenen Gut erhalten werden kann, können in der Praxis leicht ermittelt werden.
Wenn die aus Agglomeraten bestehende Beschickung auf den Rost gebracht und gezündet ist, geht die Verbrennung nicht gleichzeitig in der ganzen Tiefe der Beschickung vor sich. Sie ist im Gegenteil in irgendeinem Augenblick auf eine nahezu waagerechte Zone begrenzt, deren Dicke bei einer z. B. 25 bis 50 cm hohen Beschickung im allgemeinen weniger als 2,5 cm beträgt. In dieser Zone wird das Agglomeratgefüge zerstört und durch eine schwammartige Masse ersetzt, wobei der Übergang innerhalb weniger Sekunden durch örtliches Schmelzen der Beschickung erfolgt. Beim abwärts gerichteten Saugzug wird diese Zone vom fertigen Sinter überlagert und liegt auf ungebranntem Gut. Beim aufwärts gerichteten Verblasen dagegen befinden sich der fertige Sinter und das ungebrannte Gut in umgekehrter Lage.
Es wird durchweg beobachtet, daß bald nach dem Einsetzen der Verbrennung in der Beschickung die Durchlässigkeit des ungebrannten Teiles der Beschickung bis auf einen Wert abnimmt, der erheblich unter dem Wert vor dem Beginn der Zündung liegt, und daß dieser niedrige Wert aufrechterhalten bleibt, bis die Verbrennung sich der Vollendung nähert. Dieser Durchlässigkeitsverlust ist auf eine Reihe von Gründen zurückgeführt worden.
Es ist nun gefunden worden, daß er insbesondere durch die Verdampfung des Wassers aus dem ungebrannten Gut in und nahe der Verbrennungszone herbeigeführt wird. Dieses Wasser gelangt in das aus der Verbrennungszone abgezogene Abgas, das durch das ungebrannte Gut gekühlt wird, wobei ein großer Teil seines Wassergehaltes kondensiert und das kondensierte Wasser die Poren der Beschickung teilweise verstopft. Das Kondensat wird teilweise von dem ungebrannten Gut aufgenommen, wodurch eine örtliche Erhöhung des Wassergehaltes eintritt, was zur Folge hat, daß die Festigkeit der Agglomerate verringert wird und die Beschickung unter einem entsprechenden Durchlässigkeitsverlust zusammenfallen kann. Diese Tendenz macht sich insbesondere bei abwärts gerichtetem Saugzug bemerkbar, weil das Zusammenfallen durch die Saugung und das Gewicht des aufliegenden Gutes begünstigt wird..
Die vorbeschriebenen Erscheinungen schränken die Durchlässigkeit der Beschickung während der größeren Dauer der Sinterung ein und bestimmen in demselben Maße die Geschwindigkeit, mit welcher die Verbrennung fortschreitet, Erfindungsgemäß werden diese Schwierigkeiten und Nachteile nun dadurch vermieden, daß den Agglomeraten eine geringe Menge an Kalk in Pulverform zugesetzt wird, bevor sie auf den Sinterungsrost gelangen. An Stelle von Kalk oder zusammen mit ihm kann auch Magnesia in Pulverform Verwendung finden. Der Anteil an Kalk oder an Magnesia oder an beiden braucht 3% des Gewichtes der Agglomerate nicht zu überschreiten. Es wurde gefunden, daß sich durch den Kalk- und/oder Magnesiumzusatz der Durchlässigkeitsverlust während des Sinterns verringert, weil durch diesen Zuschlag die Beständigkeit der Agglomerate in Gegenwart des während des Sinterns kondensierten Wassers erhöht wird. Das in dem ungebrannten Gut wie vorbeschrieben kondensierte Wasser reagiert mit dem Kalk oder der Magnesia, so daß die Beständigkeit der Agglomerate aufrechterhalten bleibt. Damit diese Reaktion erfolgen kann, muß der Kalk oder die Magnesia gelöscht werden können. Wegen seines Preises und seiner Verfügbarkeit wird vorzugsweise Kalk verwendet, und zwar in Form von feingepulvertem ungelöschtem Kalk (gebranntem Kalk) oder in Form von trockengelöschtem Kalk (nicht vollständig gelöschtem Kalk), wie er in der Landwirtschaft verwendet wird. Die Magnesia kann als gebranntes Magnesiumoxyd oder als magnesiahaltiger Kalk, der in der Tat eine Mischung von Kalk und Magnesia darstellt, Verwendung finden, und zwar entweder in gebrannter oder in trocken gelöschter Form.
Wenn die Agglomerate in einer drehbaren Mischtrommel mit Hubelementen hergestellt werden, kann der Kalk oder die Magnesia in Pulverform durch einen Förderer zugeführt werden, der die Trommel in der Nähe ihres Auslaufendes speist.
Zur Herstellung von festen Agglomeraten muß außer der Feuchtigkeit noch ein Bindemittel zugegen sein. Da einige Erze bereits in gefördertem Zustand ein Bindemittel enthalten, nämlich Ton oder Eisenoxydhydrat, kann in diesen Fällen das Agglomerieren lediglich durch Regelung des Wassergehaltes bewirkt werden. Die Erfindung ist indes bevorzugt anwendbar bei eisenhaltigem Gut, wie bei Erzen oder Pyritrückständen, die in der Regel von vornherein entweder kein Bindemittel oder nicht genug davon enthalten, um feste Agglomerate herstellen zu können. Dann wird dem Erz oder einem anderen zu sinternden Gut ein Bindemittel zugesetzt, vorzugsweise Bentonit oder ein anderer Ton, der eine gallertähnliche oder kolloidale Suspension mit Wasser bildet. Beispielsweise kann eine derartige Natrium-Bentonit-Emulsion auf das Gut gespritzt werden, bevor oder wenn es in den Mischer eintritt oder in den Anfangsstadien des Mischens. Ihre Verteilung im Gut kann vorteilhaft durch ein System von feststehenden oder drehenden Schaufeln erfolgen, die an einem Sammelband angebracht sind, das das Gut in den Mischer fördert.
Der Feuchtigkeitsgehalt des Gutes sollte so eingestellt werden, daß der Mischer soweit als möglich Agglomerate mit einem Durchmesser von 3,2 bis 9,6 mm erzeugt. Diese Korngröße kann Änderungen unterworfen sein. Es scheint aber, daß sie einen optimalen Wert für schnelles Sintern darstellt. Wenn die Agglomerate den Mischer verlassen, wird Kalkpulver oder ein anderes Pulver aufgebracht. Bei der Verwendung von Kalk findet ein nennenswerter Austausch der Kationen in Bentonit mit dem Kalzium des Kalkes statt, was zur Folge hat, daß die Viskosität des Bentonits gesteigert wird und die Agglomerate weiter verfestigt werden. Es scheint, daß die Reaktion zwischen einem Teil des Kalkes und den Abgasen eine zusätzliche Festigkeitssteigerung durch Absorption von in der Verbrennungszone entwickelter Kohlensäure ergibt.
Bei der Herstellung der Agglomerate können auch andere Tone entweder in Form von Pulvern oder von Suspensionen zugesetzt werden. Bentonit der vorbeschriebenen Art ist jedoch besonders geeignet, weil er dem Gut schnell einverleibt wird. Kolloidale oder pseudokolloidale anorganische Verbindungen, wie Natriumsilikat, können Anwendung finden. Organische Bindemittel, wie Stärke, Dextrin und Sulfitlauge, können ebenfalls verwendet werden. Sie verlangen aber gewöhnlich eine genauere Kontrolle des Wassergehaltes als Tonbindemittel; darüber hinaus können sie ein Kleben in den Rutschen und den Förderern der Anlage hervorrufen.

Es ist schwieriger, Konzentrate in Agglomerate überzuführen als Feinerze, und die einmal erhaltene Struktur geht im ersteren Fall auch leichter wieder verloren. Nachstehend wird an einem Beispiel die Anwendung des Erfindungsgegenstandes auf ein Gut beschrieben, das in großem Umfange aus Konzentraten besteht. Beispiel 1 Die zu sinternde Mischung hatte folgende Zu-

Äußerst feine norwegische Sydvaranger-

Konzentrate ... ........ ............. 65°/o

Aus Eisenerz abgesiebte Feinerze

(-9,6 mm) .. . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15%

Rückgeführtes Feingut (zwecks nochmali-

ger Sinterung wieder aufgegebener Rost-

durchfall) ........................... 20%

1000/0

Dieser Mischung wurden 3% Koksklein, weniger als 6,4 mm, und 0,25% Bentonit in Form einer wässerigen Suspension zugegeben. Der Feuchtigkeitsgehalt der so gebildeten Mischung betrug etwa 8%. Die in Agglomeratform übergeführten Mischungsbestandteile befanden sich in einem Drehmischer. Trocken gelöschter Kalk in einer Menge von 1,9 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge an Konzentraten und Feingut, wurde auf die Agglomerate beim Verlassen des Mischers gestreut. Anschließend wurden die mit einer dünnen Kalkschicht überzogenen Agglomerate gesintert, wobei die Höhe der Beschickung 305 mm und der Anfangssaugzug 1016 mm Wassersäule betrug. Nach 20 Minuten war das Sintern beendet. Wenn dieselben Agglomerate, aber ohne Bentonit-oder Kalkzusatz, in der gleichen Weise hergestellt und gesintert wurden, war das Sintern erst nach mehr als 40 Minuten beendet, obschon der Anfangssaugzug bei über 1145 mm Wassersäule lag.

Beispiel 2 Es wurde ein Erz verwendet, das Ton als Bindemittel enthielt. Dem Mischer wurden zugeführt:

Äußerst feine norwegische Sydvaranger-

Magnetitkonzentrate . . ............... 20%

Aus tonhaltigem Eisenerz abgesiebtes

Feinerz (-9,6 mm) . . . . . . . . . . . . . . . . . 60%

Rückgeführtes Feingut (zwecks nochmali-

ger Sinterung wieder aufgegebener Rost-

durchfall) ........................... 20%

100%

Dieser Mischung wurde Koksklein, weniger als 6,4 mm, in einer Menge von 51Y9 zugesetzt und kein Bentonit. Der Wassergehalt der Gesamtmischung betrug 9%. Trocken gelöschter Kalk in einer Menge von 1,2 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge an Konzentraten und Feingut, wurde auf die im Mischer gebildeten Agglomerate gestreut. Die Dauer der Sinterung betrug bei einer Schichtdicke auf dem Rost von 305 mm und einem Anfangssaugzug von 1016 mm Wassersäule 17 bis 18 Minuten. Wenn dagegen kein Kalk zugesetzt wurde, stieg die zur vollständigen Sinterung benötigte Zeit auf 27 Minuten.

Als ein weiteres Beispiel von Stoffen, auf die der Erfindungsgegenstand Anwendung finden kann, seien Bleierzkonzentrate genannt.
Der Erfindungsgegenstand kann Anwendung finden beim Sintern auf feststehenden Rosten, z. B. nach Art der Greenawalt-Roste, oder beim Sintern auf bewegten Rosten, z. B. nach Art der Dwight-Lloyd-Roste.
Einer der Vorteile des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß der Anteil an sehr feinem Gut über die gewöhnliche Menge hinaus gesteigert werden kann, ohne daß das Ausbringen an fertigem Sinter hierdurch irgendwie beeinträchtigt wird.

Claims

PATENT ANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Vorbehandlung von auf Rosten zu sinternden Erzen, Erzkonzentraten und metallhaltigen Rückständen durch eine dem Sintern vorgeschaltete Agglomeration, dadurch gekennzeichnet, daß das Gut nach dem Agglomerieren zu kugelförmigen Stückchen mit einer geringen Menge Kalk- oder Magnesiapulver oder mit einem beide Stoffe enthaltenden Pulver versetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Agglomerieren in einem mit Hubelementen ausgerüsteten Trommelmischer erfolgt und das Pulver aus Kalk, Magnesia oder magnesiumhaltigem Kalk nahe dem Auslaufende in die Trommel eingeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Agglomerieren unter Verwendung eines Bindemittels geschieht.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet" daß als Bindemittel Bentonit oder ein anderer, mit Wasser eine gallenähnliche oder kolloidale Suspension bildender Ton verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Bkidemittel eine wäßrige Natrium-Bentont-Suspension Verwendung findet, die vor oder beim Eintritt des Gutes in den Mischer oder im ersten Abschnitt des Mischens auf das Gut gespritzt wird.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kalk-, Magnesia-oder Kalk-Magnesia-Zusatz durch Aufstreuen von feinen Pulvern in ungelöschtem oder trockengelöschtem Zustand erfolgt.
7. Anwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 6 auf eisenhaltiges Gut. B. Anwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 6 auf ein hauptsächlich aus Erzkonzentraten bestehendes Gut.