DE1164944B

DE1164944B - Verfahren zur magnetisierenden Roestung oxydischer Eisenerze, in denen das Eisen im wesentlichen in 3-wertiger Form vorliegt

Info

Publication number: DE1164944B
Application number: DEM53982A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Dr Hans Rausch; Dipl-Ing Heinrich Meiler; Walter Koch
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1962-08-22
Filing date: 1962-08-22
Publication date: 1964-03-12
Also published as: US3305345A; LU44153A1; GB965049A

Description

Verfahren zur magnetisierenden Röstung oxydischer Eisenerze, in denen das Eisen im wesentlichen in 3-wertiger Form vorliegt Es ist bekannt, oxydische Eisenerze, in denen das zu gewinnende Eisen im wesentlichen in 3-wertiger Form vorliegt, wie z. B. Hämatit oder Limonit, dadurch aufzuarbeiten, daß das Erz einschließlich Gangart in einem Drehrohrofen mit Hilfe eines am Austragsende des Ofens angebrachten Zentralbrenners auf eine Temperatur von etwa 700 bis 850° C erhitzt und bei dieser Temperatur reduzierenden Bedingungen unterworfen wird. Dadurch wird das 3-wertige Eisen in Magnetit übergeführt und die magnetische Abtrennung des gewinnbaren Eisenanteiles aus dem Austrag des Drehrohrofens in einem schwachen Magnetfeld von etwa 500 bis 2000 Gauß ermöglicht.
Es sind zahlreiche Veröffentlichungen erschienen, in denen empfohlen wird, die reduzierenden Bedingungen dadurch aufrechtzuerhalten, daß dem aufzuarbeitenden Eisenerz feste Brennstoffe, vornehmlich Koks zugesetzt wird. Dieses Verfahren hat sich aber praktisch nicht einbürgern können, weil Koks zu reaktionsträge ist. Die Verwendung anderer Reduktionsmittel, wie Teer, Teerrückstände, Schweröl, Paraffinöl usw., wurde bisher nur im Zusammenhang mit indirekter Erhitzung in Betracht gezogen, weil man eine direkte Erhitzung durch Flammengase, die mit der Charge in unmittelbarem Kontakt steht, nicht für praktisch durchführbar hielt.
Aus diesen Gründen wurde die magnetisierende Röstung oxydischer Eisenerze bisher ausschließlich durch Reduktion mit Hilfe gasförmiger Reduktionsmittel durchgeführt. Zu diesem Zweck wurde entweder der Zentralbrenner des Drehrohrofens reduzierend gefahren oder die Erhitzung wurde mittels Brenner durchgeführt, die über dem Mantel des Ofens verteilt waren, während über ein zentrales Einleitungsrohr am Austragende des Ofens unverbranntes, meist kaltes, reduzierendes Gas eingeführt wurde.
Dieses Verfahren eignet sich gut für die Praxis in den Fällen, in denen genügende Mengen reduzierender Gase zu einem tragbaren Preis zur Verfügung stehen, wie z. B. Gichtgase oder Kokereigase. Stehen solche Gase jedoch nicht in ausreichender Menge zur Verfügung, ist eine besondere Gaserzeugungsanlage erforderlich, die das Verfahren mit zusätzlichen Investitions- und Betriebskosten belastet. Auch eignen sich manche reduzierenden Gase, die in genügender Menge und zu einem genügend niedrigen Einstandspreis zur Verfügung stehen, wie Erdgas, armes Hydrierungsabgas u. dgl., nicht zum direkten Einsatz in dieses bekannte Verfahren, sondern müssen vorher durch Umsetzung mit sauerstoffhaltigen Gasen und/oder Wasserdampf im wesentlichen zu CO und H2 aufgespalten werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, das die magnetisierende Röstung oxydischer Eisenerze im Drehrohrofen ermöglicht, ohne daß es notwendig ist, in den Drehrohrofen reduzierende Gase einzuleiten. Es wurde überraschenderweise gefunden, daß ein in der Charge selbst durch thermische Zersetzung schwerer Kohlenwasserstofffraktionen, vorzugsweise von schwerem Heizöl (in Deutschland unter dem Namen »Bunker-C-Öl« bekannt), erzeugter Koks in statu nascendi eine außerordentlich große Reaktionsfähigkeit hat, die der aller anderen bekannten festen Reduktionsmittel weit überlegen ist. Erfindungsgemäß wird daher die magnetisierende Röstung in der Weise durchgeführt, daß dem aufzuarbeitenden Erzgemisch eine ausreichende Menge solcher schwerer Heizöle beigemischt und in der Vorwärmzone des Ofens in inniger Berührung mit dem Erz verkokt wird. Gleichzeitig wird durch entsprechende Steuerung des Luftüberschusses, mit dem die erfindungsgemäß verwendeten Mantelbrenner betrieben werden, in der Gasatmosphäre des Drehrohrofens ein solcher Sauerstoffgehalt eingestellt, daß dieser zur Verbrennung der bei der Verkokung abgehenden flüchtigen Bestandteile des schweren Heizöles ausreicht. Gegebenenfalls ist es sogar möglich, die Mantelbrenner des Drehrohrofens ganz oder teilweise nur mit Luft zu beaufschlagen und die für die Reduktion erforderliche Temperatur ausschließlich durch Verbrennung der bei der Verkokung entwickelten flüchtigen Bestandteile aufrechtzuerhalten. Reicht die Menge der flüchtig abgehenden Bestandteile für diesen Zweck nicht aus, dann muß mindestens ein entsprechender Teil der Mantelbrenner zusätzlich mit Brennstoff beaufschlagt werden. Es können selbstverständlich um so mehr Mantelbrenner nur mit Luft beaufschlagt werden, je größer die bei der Verkokung entwickelte Menge flüchtiger Bestandteile ist, d. h. je größer der Überschuß an zugesetztem Heizöl gehalten wird.
Da erfindungsgemäß die Mantelbrenner des Drehrohrofens nicht reduzierend gefahren werden müssen, ist es möglich, auch die Mantelbrenner selbst mit schwerem Heizöl zu beaufschlagen, was nach den bisher bekannten Verfahren große Schwierigkeiten bereitet hat, da es bekanntlich sehr schwierig ist, schweres Heizöl so zu verbrennen, daß die Verbrennungsgase reduzierend oder wenigstens neutral gehalten werden. Bei Einstellung einer reduzierenden Flamme, deren Brennstoff schweres Heizöl ist, ist die Bildung beträchtlicher Mengen von Ruß praktisch nicht zu vermeiden, der aber im Gegensatz zu dem erfindungsgemäß in unmittelbarem Kontakt mit dem Erz erzeugten Koks nicht als Reduktionsmittel für das Eisenoxyd wirksam wird. Ein Zentralbrenner oder eine zentrale Einführung von reduzierenden Gasen ist beim erfindungsgemäßen Verfahren nicht notwendig.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren schon eine aus dem zugesetzten Heizöl entstandene Menge an Petrolkoks zur Reduktion des Erzes ausreicht, die nur unwesentlich über der theoretisch erforderlichen Menge an Reduktionsmitteln liegt. Für Erze mit einem Gehalt an Eisenoxyden, wie sie gewöhnlich in die Röstung eingesetzt werden, d. h. mit einem Gesamteisengehalt von etwa 30 bis 55 0/0, entspricht dies einer Ölmenge von etwa 1,5 bis 3 Gewichtsprozent des Erzes.
Die Mantelbrenner werden zweckmäßig in der Weise betrieben, daß die dem Aufgabeende zugekehrten den größten und die dem Austragsende nächstgelegenen den kleinsten Überschu.ß erhalten.
Die Wärmeökonomie des Prozesses kann dadurch weiter verbessert werden, daß ein Teil des Abgases des Ofens in an sich bekannter Weise von seinem Aufgabeende zum Austragsende zurückgeführt wird.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß im Gegensatz zu den bekannten Verfahren, bei denen das Reduktionsmittel gasförmig ist, ein besonders inniger Kontakt der festen Charge mit der Gasatmosphäre in der Reduktionszone nicht notwendig ist, so daß die bisher in der Reduktionszone notwendig gewesenen Mitnehmer, wie z. B. Wender, Schaufeln u. dgl. hier nicht notwendig sind. Wird gemäß einem in anderem Zusammenhang bekannten Verfahren der feinkörnige Anteil des Erzes dem Drehrohrofen an einem näher dem Austragsende gelegenen Punkt als seinem Aufgabeende zugeführt, dann muß an dieser Stelle noch eine entsprechende Menge zusätzliches Öl zugegeben werden. Dies geschieht am besten durch vorheriges Zumischen des feinkörnigen Anteiles mit dem Öl.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß es auch bei sehr ungenauer Dosierung des zugesetzten Heizöles sehr unempfindlich gegen die bei den bekannten Verfahren oft gefürchtete Überreduktion ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nachstehend an Hand der Ausführungsbeispiele schematisch und beispielsweise näher beschrieben. Von diesen betreffen die Ausführungsbeispiele 1 und 2 den bekannten Stand der Technik, und zwar Ausführungsbeispiel l die Verwendung von Koksgruß als festes Reduktionsmittel, Ausführungsbeispiel 2 die Reduktion mit Hilfe reduzierender Gase und die Ausführungsbeispiele 3 und 4 das erfindungsgemäße Verfahren.
Beispiel I Verwendung von Koksgrus als festes Reduktionsmittel Erz: Quarzitisches Magnetit-Hämatit-Erz mit 51,2 % Fe; 8,2 0!0 Fe" Die magnetisierende Röstung erfolgt mit 2 % Kokszusatz bei 800° C.

Analyse des magnetisierend gerösteten Erzes: 51.9 01o Fe: 9.3 % Fe".

Ergebnis der Magnetscheidung

Gewichts- Fe oio

Fe-Verteilung

Prozent

Konzentrat . . . . . . . . 47,5 68,7 62,9

Berge . .. . . .. . . .. .. 52,5 36,7 37,1

Aufgabe .......... 100,0 51,9 100,0

Beispiel 2 Verwendung von Stadtgas als Reduktionsmittel Erz: Erdiger Hämatit als Bindemittel eines Sandsteins mit 28,3% Fe; 1,1% Fe" Die magnetisierende Röstung erfolgte bei 800° C. Analyse des magnetisierend gerösteten Erzes: 29,5 % Fe; 12,3 % Fe".

Ergebnis der Magnetscheidung

Gewichts-) Fe %

Fe-Verteilung

Prozent

Konzentrat ........ 42,2 59,9 85,7

Berge ............. 57,8 7,3 14,3

Aufgabe .......... 100,0 29,5 100,0

Beispiel 3 Verwendung von Schweröl als Reduktionsmittel Erz: Quarzitisches Magnetit-Hämatit-Erz mit 51,2% Fe; 8,20/0 Fe" Die magnetisierende Röstung erfolgte unter Zusatz von 2% schwerem Heizöl bei 800° C.

Analyse des magnetisierend gerösteten Erzes: 54,7% Fe; 19,0% Fe".

Ergebnis der Magnetscheidung

IGewichts-I Fe o/a

Fe-Verteilung

Prozent

Konzentrat ........ 75,6 68,8 95,1

Berge . ... . . . . .... . 24,4 11,0 4,9

Aufgabe .......... 100,0 54,7 100,0

Beispiel 4 Verwendung von Schweröl als Reduktionsmittel Erz: Erdiger Hämatit als Bidemittel eines Sandsteins mit 28,3 % Fe; 1,1 % Fe" Die magnetisierende Röstung erfolgte unter Zusatz von 2 % schwerem Heizöl bei 800° C.

Analyse des magnetisierend gerösteten Erzes: 29,6% Fe; 11,6% Fe".

Ergebnis der Magnetscheidung

IGewichts-I Fe % IFe-Verteilung

prozent

i

Konzentrat . .... ... 42,2 59,2 84,4

Berge ............. 57,8 8,0 15,6

Aufgabe .......... I 100,0 29,6 100,0

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum magnetisierenden Rösten von Eisenerzen, deren gewinnbarer Eisenanteil im wesentlichen in. 3-wertiger Form vorliegt, durch reduzierende Behandlung im Drehrohrofen, d a -durch gekennzeichnet, daß als festes Reduktionsmittel feinteiliger Petrolkoks verwendet wird, der durch Verkokung von schwerem Heizöl in unmittelbarem Kontakt mit dem Erz in der Aufheizzone des Drehrohrofens selbst erzeugt worden ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelbrenner des Drehrohrofens mit einem solchen Luftüberschuß betrieben werden, daß die zugeführte Sauerstoffmenge mindestens für die Verbrennung der beider Verkokung des schweren Heizöles entweichenden flüchtigen Bestandteile ausreicht.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das schwere Heizöl mit dem Erz vor dessen Aufgabe in den Drehrohrofen vermischt wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelbrenner des Drehrohrofens so betrieben werden, daß die dem Aufgabeende nächstgelegenen Mantelbrenner den größten und die dem Austragsende nächstgelegenen den kleinsten Luftüberschuß erhalten.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Mantelbrenner ausschließlich mit Luft beaufschlagt wird.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der feinkörnige Anteil des Erzes in an sich bekannter Weise dem Drehrohrofen an einer hinter seinem Aufgabeende gelegenen Stelle zugeführt und an dieser Stelle eine der dort aufgegebenen Erzmenge entsprechende Menge an schwerem Heizöl, vorzugsweise durch Vermischung vor der Aufgabe zugeführt wird.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktionszone des Drehrohrofens frei von Mitnehmervorrichtungen gehalten wird. B. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Austrittsgases in. an sich bekannter Weise. zum Austragsende des Ofens zurückgeführt wird.