DE2300889B2

DE2300889B2 - Verfahren und Anlage zum Herstellen von weitgehend zinkfreien Agglomeraten aus Abfallstoffen

Info

Publication number: DE2300889B2
Application number: DE2300889A
Authority: DE
Inventors: Arthur L. Mars Penn. Fitch (V.St.A.)
Original assignee: Harsco Corp
Current assignee: Enviri Corp
Priority date: 1973-01-09
Filing date: 1973-01-09
Publication date: 1978-07-06
Also published as: DE2300889A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zum Herstellen von weitgehend zinkfreien Agglomeraten aus Abfallstoffen, die eisen- und zinkhaltige Stoffe enthalten, um einerseits Agglomerate mit hohem Gehalt an metallischem Eisen und andererseits zinkhaltige Stoffe aus den zu Agglomeraten verarbeiteten Abfallstoffen zu gewinnen, bei dem die Abfallstoffe in Form

von Staub bereitgestellt werden, bei dem die verschiedenen angelieferten Staubarten gesammelt, voneinander getrennt und getrennt gelagert werden, bei dem nach Bedarf vorbestimmte Mengen der getrennt gelagerten Staubarten abgegeben und miteinander gemischt werden, um ein weitgehend homogenes Produkt zu erhalten, bei dem das Gemisch angefeuchtet und zu Pellets mit vorbestimmter Größe geformt wird, welche vorgetrocknet und durch Einwirkung von Wärme gehärtet und anschließend zusammen mit einem festen Reduktionsmittel zum Reduzieren in einen Reduktionsofen eingebracht werden, und bei dem die Pellets zum Zurückführen in einen metallurgischen Prozeß abgekühlt und in eine magnetische Fraktion mit einer Fraktion größerer Teilchengröße und einer Fraktion kleinerer Teilchengröße getrennt werden, und bei dem die Fraktion mit kleinerer Teilchengröße erneut der Pelletisierung zugeführt wird.

Bei den gegenwärtig gebräuchlichen Verfahren zum Erzeugen von Stahl, insbesondere bei dem in neuerer Zeit eingeführten Sauerstoffblasverfahren, entstehen bei den verschiedenen Arbeitsschritten erhebliche Mengen von Staub. Die Einführung von Gesetzen und Verordnungen zur Bekämpfung der Umweltverschmutzung hat in zunehmendem Maße zur Ansammlung 2·; großer Mengen von Staub und Aufschwemmungen geführt, die beim Betrieb von Einrichtungen zum Extrahieren und Sammeln von Staub anfallen. Beim Sammeln von Staub, wie er bei solchen metallurgischen Prozessen anfällt, stellt sich die zusätzliche Aufgabe jo seiner Beseitigung. Ein solcher Staub wird gewöhnlich in elektrischen Abscheidern oder anderen Staubsammelvorrichtungen gesammelt und dann bisher entweder auf Halde geschüttet und/oder erneut in einer Sinteranlage verwertet. Jedoch stehen in der Nähe von Stahlwerken ;r> Lagerplätze in einem ständig kleiner werdenden Ausmaß zur Verfügung, so daß der Staub über längere Strecken transportiert werden muß, was zur Folge hat, daß die Kosten der Beseitigung des bei der Stahlerzeugung anfallenden Staubes ein prohibitives Ausmaß w erreicht haben. Schließlich ist es im Hinblick auf die Einführung neuer Verfahren zum Erzeugen von Stahl zu erwarten, daß diese Sintereinrichtungen in vielen Fällen stillgelegt werden müssen.

Es hat sich gezeigt, daß es möglich ist, sehr feine Staube, die beim Betrieb von Hochöfen oder bei der Stahlerzeugung anfallen, dem betreffenden metallurgischen Prozeß nur dann wieder zuzuführen, wenn eine bestimmte Behandlung durchgeführt worden ist, die darin besteht, daß der Staub z. B. agglomeriert oder brikettiert oder zu Pellets verarbeitet wird. So ist es aus der US-PS 33 86 816 bekannt, feinteilige, durch Hitzeeinwirkung agglomerierbare Eisenoxidmaterialien zu agglomerieren und die erhaltenen Pellets zumindest teilweise zu reduzieren, um sie erneut der Eisengewinnung zugänglich zu machen. Bei diesem Verfahren ist jedoch nicht vorgesehen, die anfallenden Ausgangsmaterialien vor der Pelletisierung irgendeiner Vorsortierung unter Berücksichtigung ihres Gehaltes an nichteisenartigen Materialien, wie Zink, zu unterziehen, wi so daß in Abhängigkeit von dem Gehalt der anfallenden Materialien an nichteisenartigen Stoffen nur inhomogene Produkte mit ständig wechselnder Zusammensetzung erhalten werden können, bei denen auch nicht sichergestellt ist, daß sie von nichteisenartigen Kompo- en nenten weitgehend befreit sind.

Auch aus der US-PS 32 64 091 ist lediglich bekannt, aus oelletisiertem Eisenerz durch Reduktion Pellets mit hohem Gehalt an metallischem Eisen herzustellen, ohne die Ausgangsstoffe entsprechend ihrem Gehalt an Eisen und nichteisenartigen Stoffen, wie z. B. Zink, vorzusortieren und wieder zu kombinieren, so daß auch bei diesem Verfahren nicht gewährleistet ist, daß die Endprodukte weitgehend frei von nichteisenartigen Stoffen sind.

Die bei der Stahl- und Roheisenerzeugung anfallenden Staube enthalten jedoch gewöhnlich im metallurgischen Sinne schädliche Bestandteile, wie Zink, Blei, Schwefel usw. Wenn der Staub einen ziemlich hohen Prozentsatz an Zink und/oder Blei enthält, was auf den Einsatz von Schrott zurückzuführen ist, erweist sich das Beseitigen dieser Verunreinigungen mit Hilfe einer Sinteranlage als nicht mehr ausreichend. Bei Stahlwerken, bei denen als Einsatzstoff im wesentlichen Eisenerzagglomerate verwendet werden, genügt die Leistungsfähigkeit der vorhandenen Sinteranlagen gewöhnlich nicht, um zusätzliche die Verarbeitung des Staubes zu ermöglichen. Außerdem hat es sich als notwendig erwiesen, neue Verfahren und Anlagen zu entwickeln, die es ermöglichen, den Staub in Fällen zu verarbeiten, in denen es erforderlich ist, eine Lagerung des Staubes zu vermeiden, da anderenfalls ein erheblicher Kostenaufwand erforderlich ist, und da der gelagerte Staub viel Raum beansprucht.

Aufgabe der Erfindung ist deshalb die Schaffung eines Verfahrens, das es ermöglicht, unter Benutzung einer Anlage mit zentralem Standort staubförmige Abfallstoffe der verschiedensten Art, die bei Stahlwerken verschiedenster Standorte anfallen und die eisenhaltige Stoffe, wie Eisenoxid, sowie Nichteisenstoffe, wie Zink, Blei und Schwefel, enthalten, kontinuierlich zu verarbeiten, wobei das Einsatzmaterial trocken oder naß sein und in Form von Filterkuchen oder Aufschwemmungen angeliefert werden kann. Aufgabe der Erfindung ist ferner die Erzeugung von wärmegehärteten Pellets mit hohem Gehalt an metallischem Eisen, die weitgehend frei von nichteisenartigen Stoffen sind und die mit Erfolg zum Zwecke der Eisengewinnung wiederum einem metallurgischen Prozeß zugeführt weden können.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Staubarten entsprechend ihrem Zinkgehalt gesammelt und getrennt werden, daß die Staubarten entsprechend ihrem Zinkgehalt getrennt gelagert werden, daß vorbestimmte Mengen der getrennt gelagerten Staubarten zur Erzeugung eines Produktes mit vorbestimmtem Zinkgehalt bedarfweise abgegeben werden, daß die abgegebenen Staubarten zur Bildung eines weitgehend homogenen Produktes mit diesem vorbestimmten Zinkgehalt gemischt werden, daß die Vortrocknung der frischen Pellets bei einer Temperatur zwischen Umgebungstemperatur und etwa 15O⁰C erfolgt, daß die Wärmehärtung der vorgetrockneten Pellets bei sukszessiv ansteigenden Temperaturen in einem Bereich von etwa 150°C bis 1040°C erfolgt, daß die wärmegehärteten Pellets und das feste Reduktionsmittel in dem Reduktionsofen einer Temperatur zwischen 760 und 1370°C ausgesetzt werden, wobei zur Bildung einer reduzierenden Atmosphäre in der Nähe der Pellets und einer oxidierenden Atmosphäre in dem freien Raum über den Pellets, zum Reduzieren der Pellets auf einen Eisengehalt von mehr als 60%, wovon mehr als 80% in Metallform vorliegen, und zum Verflüchtigen des Zinks aus den Pellets die Verbrennungsgase im Gegenstrom zu der Förderrichtung der Pellets strömen, daß die verflüchtigten Bestandteile von

den metallisierten Pellets getrennt und die metallisierten Pellets in Gegenwart von atmosphärischer Luft ohne Verschmutzung durch die Verbrennungsgase durch eine Flüssigkeit abgekühlt werden, wobei als Endprodukt wieder einem metallurgischen Prozeß ^r> zuführbare metallisierte Pellets mit einem Zinkgehalt von weniger als etwa 0,2% erhalten werden.

Wenn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Staub in trockener Form verarbeitet wird, wird er vor dem Mischen mit anderen Staubarten vorzugsweise κι zerkleinert, wobei der größte Teil des Staubes eine Korngröße von höchsten 0,074 mm erhält. Wenn der Staub dagegen in nasser Form dem Prozeß zugeführt wird, wird er vor dem Mischen mit anderen staubarten zweckmäßigerweise getrocknet und filtriert, wobei der Feuchtigkeitsgehalt des nassen Staubes auf etwa 8% verringert wird. Außerdem kann den Pellets während des Reduktionsvorganges ein Entschwefelungsmittel beigefügt werden.

Durch Verfahren und Anlage nach der Erfindung wird es somit erstmals möglich, eisenhaltige und nichteisenartige Stoffe aus Abfallstoffen, z. B. mit Hilfe von Abscheidern gewonnenen Staubarten, Filterkuchen, zu gewinnen und zu trennen und Staubarten zu verarbeiten, die von mehreren verschiedenen Stahlwerken >"> stammen; ferner ist es möglich, zahlreiche bis jetzt nicht vermeidbare Schwierigkeiten auszuschalten, die sich anderenfalls aus der Unterschiedlichkeit der zugeführten Rohstoffe und der Art des gewünschten Fertigerzeugnisses ergeben. Gemäß der Erfindung kann ein in so einem großen Ausmaß verbrauchbares Erzeugnis aus Stoffen gewonnen werden, die anderenfalls als Abfallstoffe betrachtet werden müßten, und hierdurch wird es möglich, die Anlage mit einem maximalen Wirkungsgrad zu betreiben, woraus sich erhebliche wirtschaftli- i~> ehe Vorteile ergeben. Insbesondere ermöglicht es die Erfindung, wärmegehärtete und teilweise reduzierte Pelllets zu erzeugen, die im wesentlichen frei von Zink sind, die eine ausreichende Festigkeit haben und die nur eine minimale Menge an Feingut enthalten, so daß sie in ■«> metallurgischen öfen, z. B. Hochöfen, verarbeitet werden können. Die fertigen Pellets enthalten insgesamt mindestens 60% Eisen, vorzugsweise mehr als 85%, wobei davon mindestens 80% metallisches Eisen sind. Die Pellets enthalten vorzugsweise weniger als 10% Feingut mit einem Teilchendurchmesser von bis zu etwa 6,5 mm. Die Druckfestigkeit beträgt mindestens etwa 45 kg pro Pellet, wobei die zum Härten der Pellets dienende Temperatur schrittweise so gesteigert wird, daß die Pellets eine Druckfestigkeit im Bereich von >o etwa 115 bis 135 kg pro Pellet haben. Schließlich kann die erfindungsgemäße Anlage kontinuierlich betrieben werden, die A.tmosphäre wird nur in einem minimalen Ausmaß verunreinigt, und die Anlage gibt in maximalem Ausmaß saubere Luft ab. ">^r>

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 in einem schematischen Fließbild eine Anlüge zum Agglomerieren, Trocknen und Härten von w) Abfallstoffen und

F i g. 2 auf ähnliche Weise in einem Fließbild eine Anlage zum Reduzieren der gemäß F i g. 1 erzeugten Agglomerate und zur erneuten Verarbeitung von noch verwendbarem Feingut. ^M

Die in Fig. 1 dargestellte Anlage zum Aufbereiten, Agglomerieren, Trocknen und I Hirten von Abfallstoffen /in" Gewinnung von mittels Wärme gehärteten Pellets, die sich in einem Drehofen reduzieren lassen, wird im folgenden näher beschrieben. Gemäß F i g. 1 können die staubförmigen Abfallstoffe, die verarbeitet werden sollen, von mehreren verschiedenen Stahlwerken angeliefert werden, z. B. mit Hilfe von Lastkraftwagen 2 und 4, die einen trockenen oder nassen Staub in Form eines Filterkuchens oder einer Aufschwemmung oder Trübe enthalten können. Der trockene Staub kann z. B. von dem Lastkraftwagen 2 an einen Behälter 6 abgegeben werden, der z. B. ein Fassungsvermögen von 40 Tonnen hat. Aus dem unteren Ende des Behälters 6 wird der trockene Staub in eine Förderschnecke 8 abgegeben, die den Staub einem Walzenbrecher 9 zuführt, welcher das gebrochene Material an ein Förderband 10 oder dergleichen abgibt, mittels dessen das Material beispielsweise Sammelbehältern 26, 28, 30 und 32 zugeführt wird.

Der Lastkraftwagen 4 kann den nassen Staub in Form einer Trübe oder eines Filterkuchens an einen anderen Behälter 12 abgeben, der z. B. ein Fassungsvermögen von 40 Tonnen hat und das Material über sein unteres Ende an eine Förderschnecke 14 abgibt, mittels welcher der Nasse Staub durch einen Trockner 16 geführt wird, in dem der Feuchtigkeitsgehalt vorzugsweise auf weniger als etwa 10% bzw. insbesondere auf etwa 8% verringert wird.

Nach dem Passieren des Trockners 16 wird das Material teilweise durch einen Staubsammler 20 der Bauart mit Filterbeuteln und zum anderen Teil zu einer Lagereinrichtung oder den Sammelbehältern 26, 28, 30 und 32 geleitet. Das durch den Staubsammler 20 zurückgehaltene Material kann mit Hilfe einer Förderschnecke 22 abgeführt und auf das Förderband 10 gebracht werden, während das Gas mit Hilfe einer Vorrichtung 22 zum Erzeugen eines Unterdrucks abgesaugt wird.

Gemäß Fig. 1 gehören zu der Sammel- und Trenneinrichtung mehrere Behälter 26, 28, 30 und 32 die vorzugsweise mit Abdeckungen versehen sind und dazu dienen, verschiedene Staubarten entsprechend ihrem Gehak an Zinkoxid aufzunehmen und bereitzuhalten. Diese Anordnung ist gewählt worden, da der Zinkoxidgehalt von Staub, der aus verschiedenen Stahlwerken stammt, zwischen einer vernachlässigbar geringen Menge und bis zu 30 Gewichtsprozeni variieren kann. Vorzugsweise sind nicht dargestellte, mil hochfrequentem Schall arbeitende Standhöhenmesser in den Behältern angeordnet, und diese Geräte bewirken automatisch, daß der Staubstrom von einem Behälter in den nächsten Behälter mittels einer nichl dargestellten umlaufenden Rutsche überführt wird, urr beim Mischen statistische Unterschiede auszugleichen und um z. B. auch dann einen kontinuierlichen Betrieb zi ermöglichen, wenn einer der Behälter unbenutzt bleibt Über die unteren Enden der verschiedenen Behältei wird der gesammelte Staub an bei 34 schematise!" angedeutete Fördertische und Gurtwaagen abgegeben die dazu dienen, die verschiedenen Staubarten auf dei Basis ihres Gcwichlsmäßigen Zinkoxidgchalts nacr Bedarf proportional zu mischen und ein zu PelletC! verarbeitbarcs Statibgemisch herzustellen. Diese An Ordnung, bei der sich bezüglich ihres prozentualer Zinkoxidgehalts unterscheidende Staubsorten getrenn gelagert werden, ermöglicht es, die verschiedener Staube so zu mischen, daß man ein im wesentlicher gleichmäßiges Erzeugnis erhält, das sich zu Pellet.¹ verarbeiten läßt. Somit ermöglicht die beschriebene Anordnung die Anwendung eines in einem hoher

Ausmaß regelbaren Prozesses, der in der im folgenden beschriebenen Weise dazu dient, das Zink während der Reduktion aus den Pellets zu entfernen.

Das Förderband 34 transportiert das in der beschriebenen Weise gewonnene Staubgemisch zu einer Benetzungstrommel 36, wie sie z. B. von der Stirling Sintering Corporation und anderen Firmen hergestellt wird. Der Staub kann in der Trommel 36 befeuchtet werden, um dann mittels eines weiteren Förderbandes 38 zu einer zum Erzeugen von Pellets dienenden Trommel 40 transportiert zu werden, die ebenfalls von der Stirling Sintering Corporation und anderen Firmen hergestellt wird. Die Trommel 40 gibt Pellets, die die gewünschte Größe haben, ab, während die Materialteile, deren Abmessungen zu klein oder zu groß sind, in der Trommel verbleiben. Die von der Trommel 40 abgegebene Pellets gelangen auf ein Förderband 42, das die Pellets zu dem Förderband 44 einer Trockenvorrichtung 46 bringt. Das Förderband 44 ist vorzugsweise als Gewebe oder Geflecht aus Draht ausgebildet, so daß ein durchlässiges Bett vorhanden ist, das die Pellets in Form einer oder mehrerer Schichten aufnehmen kann. Die Pellets werden auf dem Förderband 44 mit Hilfe einer darüber angeordneten Einrichtung 46 zum Erhitzen von Luft getrocknet; der Trockenvorrichtung werden gemäß F i g. 1 die Luft und der gasförmige Brennstoff über eine Haube 48 zugeführt. Außerdem werden der Trockenvorrichtung 46 die beim Härten der Pellets entstehenden Abgase über eine weitere Haube 50 zugeführt. Die Pellets werden vorzugsweise bei einer Temperatur getrocknet, die im Bereich zwischen der Umgebungstemperatur und etwa 150° C liegt. Eine Absaugvorrichtung 52 dient dazu, die heiße Luft und die Gase durch das aus den Pellets gebildete Bett und das Förderband 44 hindurchzusau- 3^r> gen. Bei dieser Anordnung nimmt die Temperatur der Pellets langsam zu, so daß die Pellets unbeschädigt bleiben, während sie sich auf dem Förderband 34 befinden, und daß sie eine ausreichende Festigkeit erhalten, so daß man sie gefahrlos herabfallen lassen 4u kann, um sie der nächsten Vorrichtung zuzuführen.

Das Förderband 44 gibt die vorgetrockneten Pellets an einen Rost 54 ab, auf dem die vorgetrockneten frischen Pellets dadurch gehärtet werden, daß sie fortschreitend höher werdenden Temperaturen ausgesetzt werden. Über dem Rost 54 sind vorzugsweise mehrere Hauben 56, 58, 60, 62, 64 und 66 angeordnet, unter denen die Temperatur jeweils etwa 150 bzw. 205 bzw. 315 bzw. 815 bzw. 955 bzw. 1040°C beträgt. Bei dieser Anordnung sind die von dem Rost 54 abgegebenen Pellets vorzugsweise auf eine Temperatur von etwa 1040° C erhitzt worden, um ihnen eine Bruchfestigkeit im Bereich von etwa 115 bis 135 kg zu verleihen, so daß sie ohne Bruchgefahr dem nächsten Prozeßschritt zum Reduzieren zugeführt werden können. Gemäß F i g. 1 ist unter dem Rost 54 eine Absaugvorrichtung 70 angeordnet, die dazu dient, die heiße Luft und die heißen Gase, die einer Quelle 72 entnommen werden, durch den durchlässigen Rost hindurchzusaugen. Außerdem wird ein Teil der Abgase t>o durch eine Leitung 74 erneut der Trockenhaube 50 zugeführt, und ein weiterer Teil dieser Abgase wird über eine Leitung 76 z. B. der heißen Luft beigemischt, die durch die Hauben 56, 58 und 60 abgegeben wird. Ein weiterer Teil der Abgase kann über eine Leitung 78 z. B. der ersten Haube 56 zum Abgeben heißer Luft zugeführt werden. Außerdem wird das gesamte Feingut, das sich in den Leitungen ansammelt, zusammen mit verschüttetem Gut mit Hilfe nicht dargestellter Fördervorrichtungen gesammelt und nach Bedarf zusammen mit den später abgeschiedenen magnetischen feinen Teilchen einer erneuten Verarbeitung zugeführt.

Gemäß Fig.2 gibt der Wanderrost 54 die mittels Wärme gehärteten bzw. gebrannten Pellets an eine Rutsche 80 ab, über die die Pellets direkt in einen Drehofen 82 gelangen. Vorzugsweise wird ein festes Reduktionsmittel, z. B. Koksgrus, der mittels eines Lastkraftwagens 84 angeliefert worden ist, einer weiteren Rutsche 86 zugeführt, um an einen Sammeloder Vorratsbehälter 88 abgegeben zu werden. Aus dem unteren Teil des Behälters 88 gelangt das Reduktionsmittel auf die Rutsche 80, um sich gleichmäßig mit den an den Drehofen 82 abzugebenden Pellets zu mischen. Ein nicht dargestelltes kleines Gebläse kann am Einlaß jeder der Rutschen 80 und 86 angeordnet sein, um innerhalb der Rutschen einen Überdruck aufrechtzuerhalten, damit keine Gase in die Rutschen eintreten können. Die Korngröße des Reduktionsmittels, z. B. des Koksgruses, kann unter etwa 6,5 mm liegen, und die Menge des den Pellets beigemischten Reduktionsmittels entspricht vorzugsweise etwa 30 Gewichtsprozent der Pellets.

Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Drehofen 82 am einen Ende mittels eines Gasbrenners 90 mit einem gasförmigen Brennstoff beheizt; dieser Brenner ist nahe dem Auslaß des Drehofens angeordnet, und dem Drehofen wird außerdem Frischluft mittels einer Gebläseanlage 92 zugeführt, so daß in dem Ofen eine im wesentlichen gleichmäßige Temperatur und eine gleichmäßige Atmosphäre vorhanden sind. Im Inneren des Drehofens sind vorzugsweise Thermoelemente und Abgasanalysatoren (nicht dargestellt) angeordnet, um eine Regelung der Temperatur und der Atmosphäre in dem Drehofen zu ermöglichen. In dem Drehofen wird vorzugsweise eine Temperatur aufrechterhalten, die im Bereich von etwa 760 bis 1370°C liegt; in der Nähe der Pellets und in dem darüber vorhandenen Raum wird vorzugsweise eine Temperatur zwischen etwa 1040 und 1090° C aufrechterhalten. Bei dieser Anordnung herrschen in dem Drehofen 82 reduzierende Bedingungen, da eine reduzierende Atmosphäre zwischen den Pellets und/oder in ihrer Nähe vorhanden ist, während der freie Ofenraum oberhalb der Pellets eine oxidierende Atmosphäre enthält. Unter diesen geregelten Temperaturverhältnissen werden die in den Pellets vorhandenen eisenhaltigen Stoffe zu metallischem Eisen reduziert, während gleichzeitig das vorhandene Zink und andere Verunreinigungen verflüchtigt werden. Die Reduktionsreaktionen spielen sich bei den Eisen bzw. Zink enthaltenden Stoffen allgemein etwa bei gleichen Temperaturen ab, doch ermöglicht es das Vorhandensein von Zinkferrit, daß die gesamte vorhandene Eisenmenge zu metallischem Eisen reduziert wird, bevor das Zink entfernt wird. Die Verflüchtigung des Zinks läuft entsprechend den nachstehenden Reaktionsgleichungen ab:

Im Verarbeitungsgut:

C + '/2 O₂-* CO ZnFe₂O* -► ZnO + ZnO + CO-» Zn + CO₂ C + CO₂- 2CO

Im freien Ofenraum:

CO + '/2 O₂ - CO₂
Zn + 1/2O₂ - ZnO
j

Beim Vorhandensein sauerstoffhaltiger Bleiverbindungen führen die nachstehenden Reaktionen zur Verflüchtigung des Bleis:

Im Verarbeitungsgut:

PbO + CO - Pb + CO₂
Pb (flüssig) -► Pb (gasförmig)

Im freien Ofenraum:
Pb (Gas)+ 1/2 O₂

10

PbO (Gas)

PbO (Gas)
PbO (fest)

Die sich im freien Ofenraum abspielenden Reaktionen richten sich weitgehend nach der Temperatur und dem Oxidationsvermögen der Ofengase. Die Vorreduktion des in den Pellets enthaltenen Eisenoxids läuft nach den folgenden Reaktionsgleichungen ab:

3 Fe₂O₃ + CO
Fe₃O₄ + CO
FeO + CO

2 Fe₃O₄ + CO₂

3 FeO + CO₂
Fe + CO₂

25

30

Somit kann sich die Verflüchtigung des Zinks auch nach der folgenden Reaktionsgleichung abspielen:

ZnO + 3 FeO - Fe₃O₄ ± CO₂

Bei der Anlage nach der Erfindung strömen die Verbrennungsgase durch den Drehofen 82 im Gegenstrom zur Bewegung der Pellets, deren Bahn in F i g. 2 durch Pfeile angedeutet ist Die Abgase des Drehofens werden einer Staubsammelvorrichtung 94 zugeführt, bei der Teilchen aus zink- und bleihaltigem Staub mit Hilfe einer Filterbeutelanordnung 96 oder eines elektrostatischen Abscheiders gesammelt werden können, um durch eine Förderschnecke 98 abgeführt und dann an einen Sammelbehälter 100 abgegeben zu werden. Die in « der Kammer 96 gesammelten Gase können auf eine Temperatur zwischen etwa 345 und 400⁰C abgekühlt werden. Nach dem Reinigen werden die Gase über einen Kamin 102 an die Atmosphäre abgegeben. Es wurde festgestellt, daß der in der Vorrichtung 94 gesammelte Staub etwa 65 bis 67% Zink oder etwa 82 bis 84% Zinkoxid und zusätzlich etwa 7. bis 8% Blei enthält, so daß dieser Staub als Ausgangsmaterial zum Erschmelzen von Zink geeignet ist Der grobkörnige Staub, der sich in der Leitung 93 zwischen dem so Drehofen 82 und dem Staubsammelbehälter 96 ansammelt, wird über eine Leitung 95 erneut der Rutsche 80 zugeführt

Die von dem Drehofen 82 abgegebenen Pellets haben einen Eisengehalt von über 85% und vorzugsweise einen solchen von etwa 85 bis 90%, und hierbei liegt ein Anteil von über 80% in metallischer Form vor, wobei der Zinkgehalt der Pellets weniger als 0,2% beträgt Die metallhaltigen Pellets werden dann zusammen mit allen sonstigen etwa vorhandenen Stoffen von dem Drehofen im Gegenstrom zu den Verbrennungsgasen an eine gesonderte Kühlvorrichtung 104 abgegeben, zu der vorzugsweise ein Drehkühler gehört, der durch Aufspritzen von Wasser und Einblasen von atmosphärischer Frischluft in die Kühlkammer gekühlt werden kann, oder bei dem den Pellets Wasser direkt über Spritzdüsen innerhalb der Kühlkammer zugeführt wird. Gemäß F i g. 2 werden somit die heißen Abgase aus dem Drehofen 82 in einer von der Kühlvorrichtung 104 abgewandten Richtung abgeführt, so daß die metallhaltigen Pellets in einer geregelten Atmosphäre abgekühlt werden können, ohne daß sie durch die Verbrennungsprodukte in dem Ofen verunreinigt werden.

Bei einer abgeänderten Verfahrenweise, deren Anwendung sich nach dem Schwefelgehalt des Staubes und dem Verwendungszweck der Pellets richtet, kann man ein Entschwefelungsmittel, z. B. Calciumcarbonat, während des Reduktionsvorgangs in den Drehofen einbringen. Das Calciumcarbonat wird vorzugsweise in einer Menge beigefügt, die etwa 6 Gewichtsprozent der Pellets entspricht, wobei die Korngröße vorzugsweise unter etwa 1,6 mm liegt. Je nach dem Schwefelgehalt der Pellets kann man jedoch auch größere oder kleinere Prozentsätze an Calciumcarbonat beifügen.

Gemäß der Erfindung wird das abgekühlte Gut einschließlich der metallhaltigen Pellets von der Kühlvorrichtung 104 aus durch ein Förderband UO zu einem Magnetabscheider 112 transponiert, der die metallische Fraktion von der nichtmetallischen Fraktion trennt Die metallhaltige Fraktion wird einem Sieb 106 zugeführt, das die eine bestimmte Größe von z. B. etwa

6.5 mm überschreitende Fraktion zurückhält, die in der in Fig.2 bei 108 angedeuteten Weise gesammelt werden kann, um später einem metallurgischen Ofen zugeführt zu werden. Die von dem Sieb 106 durchgelassene Fraktion mit einer Korngröße von weniger als etwa 6,5 mm wird einem Brecher, vorzugsweise einer Hammermühle 107 zugeführt, von der aus das zerkleinerte Material gemäß F i g. 2 Ober ein Förderband 114 und gemäß Fig. 1 über einen Zwischenbehälter 116 sowie ein weiteres Förderband 217 der Anlage zum Erzeugen von Pellets erneut zugeführt wird. Die Korngröße der dem Prozeß erneut zugeführten metallhaltigen Teilchen liegt unter etwa

1.6 mm.

Die unmagnetische Fraktion des von der Kühlvorrichtung 105 abgegebenen Materials, das mit Hilfe des Magnetabscheiders 112 abgeschieden wird, wird einem Windsichter 122 zugeführt, wo diese Fraktion von der vorhandenen Asche befreit wird, woraufhin der überschüssige saubere Koksgrus erneut dem Koksbehälter 88 zugeführt wird, während die Achse auf beliebige Weise beseitigt wird.

Wird Calciumcarbid beigefügt, um den Schwefelgehalt der Pellets zu verringern, ordnet man ein nicht dargestelltes Sieb zwischen dem Magnetabscheider 112 und dem Windsichter 122 an, um die unter einer Korngröße von etwa 1,6 mm liegende Fraktion des unmagnetischen Materials abzuscheiden, die dann beseitigt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von weitgehend zinkfreien Agglomeraten aus Abfallstoffen, die eisen- und Zinkhaltige Stoffe enthalten, um einerseits Agglomerate mit hohem Gehalt an metallischem Eisen und andererseits zinkhaltige Stoffe aus den zu Agglomeraten verarbeiteten Abfallstoffen zu gewinnen, bei dem die Abfallstoffe in Form von iu Staub bereitgestellt werden, bei dem die verschiedenen angelieferten Staubarten gesammelt, voneinander getrennt und getrennt gelagert werden, bei dem nach Bedarf vorbestimmte Mengen der getrennt gelagerten Staubarten abgegeben und miteinander is gemischt werden, um ein weitgehend homogenes Produkt zu erhalten, bei dem das Gemisch angefeuchtet und zu Pellets mit vorbestimmter Größe geformt wird, welche vorgetrocknet und durch Einwirkung von Wärme gehärtet und anschließend zusammen mit einem festen Reduktionsmittel zum Reduzieren in einen Reduktionsofen eingebracht werden, und bei dem die Pellets zum Zurückführen in einen metallurgischen Prozeß abgekühlt und in eine magnetische Fraktion mit einer Fraktion größerer Teilchengröße und einer Fraktion kleinerer Teilchengröße getrennt werden, und bei dem die Fraktion mit kleinerer Teilchengröße erneut der Pelletisierung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Staubar- jo ten entsprechend ihrem Zinkgehalt gesammelt und getrennt werden, daß die Staubarten entsprechend ihrem Zinkgehalt getrennt gelagert werden, daß vorbestimmte Mengen der getrennt gelagerten Staubarten zur Erzeugung eines Produktes mit vorbestimmtem Zinkgehalt bedarfsweise abgegeben werden, daß die abgegebenen Staubarten zur Bildung eines weitgehend homogenen Produktes mit diesem vorbestimmten Zinkgehalt gemischt werden, daß die Vortrocknung der frischen Pellets bei einer ·»< > Temperatur zwischen Umgebungstemperatur und etwa 150⁰C erfolgt, daß die Wärmehärtung der vorgetrockneten Pellets bei sukzessiv ansteigenden Temperaturen in einem Bereich von etwa 150°C bis 1040⁰C erfolgt, daß die wärmegehärteten Pellets und das feste Reduktionsmittel in dem Reduktionsofen einer Temperatur zwischen 760 und 1370⁰C ausgesetzt werden, wobei zur Bildung einer reduzierenden Atmosphäre in der Nähe der Pellets und einer oxidierenden Atmosphäre in dem freien Raum über den Pellets, zum Reduzieren der Pellets auf einen Eisengehalt von mehr als 60%, wovon mehr als 80% in Metallform vorliegen, und zum Verflüchtigen des Zinks aus den Pellets die Verbrennungsgase im Gegenstrom zu der Förderrichtung der Pellets strömen, daß die verflüchtigten Bestandteile von den metallisierten Pellets getrennt und die metallisierten Pellets in Gegenwart von atmosphärischer Luft ohne Verschmutzung durch die Verbrennungsgase durch eine Flüssigkeit abgekühlt werden, wobei als Endprodukt wieder einem metallurgischen Prozeß zuführbare metallisierte Pellets mit einem Zinkgehalt von weniger als etwa 0,2% erhalten werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Staubarten sowohl in trockener als auch in nasser Form verarbeitet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Staub in trockener Form verarbeitet wird, daß der trockene Staub vor dem Mischen mit anderen Staubarten zerkleinert wird, und daß bei dieser Zerkleinerung der größte Teil des Staubes bis auf eine Korngröße von höchstens 0.074 mm zerkleinert wird.

4. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß der Staub in nasser Form dem Prozeß zugeführt und vor dem Mischen mit anderen Staubarten getrocknet und filtriert wird und daß der Feuchtigkeitsgehalt des nassen Staubes auf etwa 8% verringert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Pellets während des Reduktionsvorganges ein Entschwefelungsmittel beigefügt wird.

6. Anlage zur Behandlung von eisen- und zinkhaltigen Abfaüstoffen zur Erzeugung von weitgehend zinkfreien und stark eisenhaltigen Agglomeraten, die Vorrichtungen zum Vermischen der gesammelten Abfallstoffe, Vorrichtungen zum Pelletisieren der gemischen Produkte zu Pellets vorbestimmter Größe, Vorrichtungen zum Härten der Pellets sowie eine Ofenanlage zur Aufnahme der gehärteten Pellets zusammen mit einem Reduktionsmittel zum Reduzieren der Pellets zur Ausbildung eines Agglomerate mit hohem Eisengehalt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trennvorrichtung (6, 12) zum Trennen der Abfallstoffe in ihrem Zinkgehalt entsprechende Staubarten vorgesehen ist, daß zusammen mit der Trennvorrichtung eine Lagervorrichtung (26, 28, 30, 32) zum getrennten Lagern der entsprechend ihrem Zinkgehalt getrennten Staubarten angeordnet ist, daß der Lagervorrichtung eine Abgabevorrichtung (34) für die selektive Abgabe vorbestimmter Mengen der getrennt gelagerten Staubarten zum Vermischen miteinander zur Schaffung eines homogenen Produktes mit vorbestimmtem Zinkgehalt nachgeschaltet ist, und daß zum Härten und Reduzieren des pelletisierten Produkts und zum Abtrennen des Zinks aus den Pellets zur Bildung von weitgehend zinkfreien Agglomeraten mit hohem Gehalt an metallischem Eisen eine Ofenanlage (54, 72, 56, 60, 62,64,66) vorgesehen ist.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ofenanlage einen Drehrohrofen (82) und eine Vorrichtung (104) zum Kühlen der von dem Drehrohrofen (82) abgegebenen Pellets enthält, wobei die Kühlvorrichtung (104) eine Einrichtung zum Zuführen atmosphärischer Luft zu den Pellets sowie eine Einrichtung zum Bespritzen der Pellets mit Wasser aufweist.

8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ofenanlage eine Vorrichtung (93,94,96, 102) zum Entfernen des verflüchtigten Zinks als Abgas aus dem Drehrohrofen (82) enthält.