DE2743282A1 - Waelzverfahren zur verfluechtigung von zink und blei aus eisenoxydhaltigen materialien - Google Patents
Waelzverfahren zur verfluechtigung von zink und blei aus eisenoxydhaltigen materialienInfo
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Description
Wälzverfahren zur Verflüchtigung von Zink und
Blei aus eisenoxydhaltigen Materialien
Blei aus eisenoxydhaltigen Materialien
Die Erfindung betrifft ein Wälζverfahren zur Verflüchtigung
von Zink und Blei aus eisenoxydhaltigem Material in einem geneigten Drehrohrofen, wobei das Material in
pelletierter und mindestens teilweise getrockneter Form zusammen ir.it festen kohlenstoffhaltigem Reduktionsmittel dem Drehrohrofen an seinem oberen Ende aufgegeben wird, die Verflüchtigung und Reduktion unterhalb des Erweichungspunktes der Beschickung erfolgt, metallisches Eisen enthaltendes Austragsgut aus dem unteren Ende des Drehrohrofens ausgetragen wird, ein Teil des Austragsgutes abgetrennt und als Rückgut dem Material vor der Pelletierung zugemischt wird, der zur Verbrennung notwendige gasförmige Sauerstoff in das untere Ende des Drehrohrofens eingesaugt wird, und die die verflüchtigten Bestandteile enthaltenden Abgase aus dem oberen Ende des Drehrohrofens abgesaugt
werden.
pelletierter und mindestens teilweise getrockneter Form zusammen ir.it festen kohlenstoffhaltigem Reduktionsmittel dem Drehrohrofen an seinem oberen Ende aufgegeben wird, die Verflüchtigung und Reduktion unterhalb des Erweichungspunktes der Beschickung erfolgt, metallisches Eisen enthaltendes Austragsgut aus dem unteren Ende des Drehrohrofens ausgetragen wird, ein Teil des Austragsgutes abgetrennt und als Rückgut dem Material vor der Pelletierung zugemischt wird, der zur Verbrennung notwendige gasförmige Sauerstoff in das untere Ende des Drehrohrofens eingesaugt wird, und die die verflüchtigten Bestandteile enthaltenden Abgase aus dem oberen Ende des Drehrohrofens abgesaugt
werden.
Das Wälzverfahren dient zur Verarbeitung von Rohstoffen, die verflüchtigungsfähige Metalle bzw. Metallverbindungen
enthalten. Es wird insbesondere zur reduzierenden Verflüchtigung von Zink und Blei aus verhältnismäßig
metallarmen Vorstoffen, wie z.B. entsprechenden Erzen,
Zwischenprodukten, Bleischachtofenschlacken, Räumaschen usw., angewandt. Reaktionsaggregat ist der geneigt gelagerte, kontinuierlich betriebene Drehrohrofen. Als
Reduktionsmittel dient fester Kohlenstoff, der mit der Beschickung, aufgegeben wird. Die erforderliche Verbrennungsluft wird in dem Drehrohrofen vom Austragsende eingesaugt. Die Abgase verlassen den Ofen durch das Beschickungsende· Innerhalb der Beschickung laufen zwei
metallarmen Vorstoffen, wie z.B. entsprechenden Erzen,
Zwischenprodukten, Bleischachtofenschlacken, Räumaschen usw., angewandt. Reaktionsaggregat ist der geneigt gelagerte, kontinuierlich betriebene Drehrohrofen. Als
Reduktionsmittel dient fester Kohlenstoff, der mit der Beschickung, aufgegeben wird. Die erforderliche Verbrennungsluft wird in dem Drehrohrofen vom Austragsende eingesaugt. Die Abgase verlassen den Ofen durch das Beschickungsende· Innerhalb der Beschickung laufen zwei
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Reaktionen in Abhängigkeit voneinander ab: Die Reduktion von z.B. Zinkoxyd mittels Kohlenmonoxyd
ZnO + CO = Zn + CO»
und die Umsetzung des gebildeten Kohlendioxydes nach der Boudouard-Reaktion
CO2 + C = 2 CO,
wodurch erneut CO für die Reduktion gebildet wird. Ein Teil des gebildeten CO und das oberhalb seines Siedepunktes
anfallende Zink treten in den über der Beschickung liegenden freien Ofenraum ein und werden dort verbrannt.
Das dabei gebildete staubförmige Zinkoxyd wird mittels
Abgasentstaubung gewonnen.
In den Rohstoffen enthaltende Eisenoxyde werden ebenfalls reduziert. Das Eisen liegt weitgehend in metallischer
Form im Ofenaustragsgut vor. Im Gegensatz zu dem Renn-Wälzverfahren,
bei dem in der Schlußzone des Drehrohrofens im teigigen Zustand gearbeitet wird und das
metallische Eisen sich zu den sogenannten Luppen verbindet, liegt das metallische Eisen beim Wälzverfahren in feinverteilter
Form im Austragsgut vor. Dieses kann bei ausreichend hohen Eisengehalten bei der Roheisenr und
Stahlerzeugung eingesetzt werden.
In neuerer Zeit wird das Wälzverfahren in immer größer werdendem Umfang für die Aufarbeitung und Wiederverwendung
der bei der Roheisen- und Stahlerzeugung zwangsläufig anfallenden Reststoffe, wie Stäube und Schlämme
der Hochofenwerke, der Sinteranlagen und der Stahl- und
Walzwerke, angewendet. Auf diese Weise wird eine Deponie dieser Stoffe vermieden und ihre Metallinhalte können
weitgehend wieder nutzbar gemacht werden. Das feste
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Austragsgut des Drehrohrofens, welches das metallische
Eisen enthält, wird im allgemeinen in den Hochofen eingesetzt. Dazu muß es eine Stückgröße von über etwa
6 mm aufweisen. Aus diesem Grund muß das Material in pelletierter Form in den Drehrohrofen eingesetzt werden,
wenn der Ofenaustrag nicht brikettiert wird. Die Pellets müssen den Durchgang durch den Drehrohrofen mit möglichst
wenig Zerfall und Abrieb überstehen, damit die erforderliche Korngröße nicht unterschritten wird.
Ein Brennen der Pellets zur Erhöhung ihrer Festigkeit bei höheren Temperaturen verursacht größere Kosten,
welche das Verfahren belasten (DT-OS 23 00 889).
Es wurde auch bereits vorgeschlagen, die Pellets bei niedrigeren Temperaturen lediglich zu trocknen oder
vorzuwärmen (DT-OS 20 07 661; DT-AS 23 48 287; "Stahl und Eisen ", 96 (1976) Nr. 10, Seiten 482 bis 486; Nr. 24,
Seiten 1228 bis 1245). Dabei wird eine Festigkeitssteigerung erzielt, die unter der des Brennens liegt.
Es ist auch bekannt, zu kleine Pellets des festen Austragsgutes des Drehrohrofens abzutrennen und als
rückgeleitete Eisenoxyd-Feinteilchen der zu pelletierenden Mischung zuzusetzen. Die Pellets werden bei einer
Temperatur von etwa 121 bis etwa 427°C getrocknet und
dann in den Wälzofen chargiert (DT-AS 15 08 050).. Ein Einfluß der rückgeleiteten kleinen Pellets auf die
Festigkeit der getrockneten Pellets ist nicht erwähnt. Außerdem kann die Rückführung auch unterbleiben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit möglichst geringem Aufwand für das Wälzverfahren unter Einsatz
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von Reststoffen der Eisenhüttenindustrie Pellets zu erzeugen, die im Drehrohrofen wenig zerfallen und vr^nig
Abrieb ergeben.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß das aus dem metallisches Eisen enthaltenden
Austragsgut abgetrennte Rückgut vor der Zumischung zu dem zu pelletierenden Material auf eine Korngröße
unter etwa 1 mm aufgemahlen wird, und die Pellets bei Temperaturen unterhalb 300 C mit Sauerstoff enthaltenden
Gasen mindestens teilweise getrocknet werden. Unter dem Ausdruck "unterhalb des Erweichungspunktes der Beschickung"
ist zu verstehen, daß nicht die gesamte Beschickung einheitlich erweicht und teigig oder gar flüssig wird,
sondern nur einzelne Teilchen oberflächlich erweichen und dabei zusammenfritten oder sintern. Der Metallisierungsgrad
im Rückgut liegt über 80 %. Der für den Wälzprozeß erforderliche und nicht bereits im Material
enthaltene Kohlenstoff kann separat in den Drehrohrofen chargiert oder ganz oder teilweise in die Pellets
eingebunden werden. Die Pellets können unter Zugabe von üblichen anorganischen oder organischen Bindemitteln
hergestellt werden. Die Trocknung der Pellets muß nicht bis zur absoluten Trocknung durchgeführt werden. Es
genügt bereits, wenn etwa 30 bis 50 % des anfänglichen freien Wassergehaltes der Grünpellets ausgetrieben
und durch chemische Umsetzung mit dem metallischen Eisen sowie evtl. durch andere wasserabbindende Reaktionen
abgebunden werden. Wenn z.B. der Ausgangswassergehalt 12,2 % beträgt, dann reicht es aus, wenn der Endwassergehalt
7,1 % beträgt. Eine weitergehende Trocknung erhöht zwar noch die Festigkeit der Pellets, jedoch
ist die Steigerungsrate wesentlich geringer.
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Bevorzugt wird als Rückgut der Teil des Austragsgutes algetrennt, dessen Korngröße unter der geforderten
Mindestkorngröße von etwa 6 mm liegt. Falls jedoch die Menge an Unterkorn nicht ausreichend ist, wird ein
entsprechender Teil des gröberen Austragsgutes abgetrennt und aufgemahlen. Überschüssiges Reduktionsmittel wird
vorher abgetrennt.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß das Rückgut auf eine Korngröße unter 0,5 mm aufgemahlen wird.
Diese Korngröße ergibt besonders gute Festigkeitswerte.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Pellets bei Raumtemperatur unter Zutritt von Luft
getrocknet werden. Die Trocknung kann durch Auslagern an der Luft, durch Aufschichten auf gasdurchlässigen
Transportorganen oder in einem Durchlaufbunker erfolgen.
Bei dieser Ausgestaltung ist keine Zufuhr von Energie zur Trocknung erforderlich.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Pellets bei Temperaturen zwischen 150 bis 2500C getrocknet
werden. Die Trocknung kann mit warmen sauerstoff haltigen Gasen, wie z.B. Abgasen des Drehrohrofens
oder anderen Rauchgasen, erfolgen. Bei diesen Temperaturen werden gute Festigkeitswerte in kurzer Zeit erzielt.
Der Wasserdampfgehalt der zur Trocknung verwendeten
Luft oder sauerstoffhaltigen Gase kann entsprechend den gewünschten Festigkeitswerten und Trocknungsbedingungen
eingestellt werden.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß das Rückgut dem Material in einer Menge von 2 bis 25 %,
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vorzugsweise 5 bis 15 %, bezogen auf die Mischung zugegeben wird. Diese Mengen ergeben gute Festigk«iitswerte
bei guten Durchsatzleistungen des Drehrohrofens.
Die hauptsächlichen Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß es möglich ist, mit relativ geringem Aufwand
Pellets für das Wälzverfahren herzustellen, deren Zerfall und Abrieb im Drehrohrofen gering ist und
dadurch ein festes Austragsgut erhalten wird, das zum größten Teil für einen direkten Einsatz in den
Hochofen geeignet ist.
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Claims (5)
1. Wälzverfahren zur Verflüchtigung von Zink und Blei aus eisenoxydhaltigem Material in einem geneigten
Drehrohrofen, wobei das Material in pelletierter und mindestens teilweise getrockneter Form zusammen
mit festen kohlenstoffhaltigem Reduktionsmittel dem Drehrohrofen an seinem oberen Ende aufgegeben wird,
die Verflüchtigung und Reduktion unterhalb des Erweichungspunktes der Beschickung erfolgt, metallisches
Eisen enthaltendes Austragsgut aus dem unteren Ende des Drehrohrofens ausgetragen wird, ein Teil des Austragsgutes
abgetrennt und als Rückgut dem Material vor der Pelletierung zugemischt wird, der zur Verbrennung
notwendige gasförmige Sauerstoff in das untere Ende des Drehrohrofens eingesaugt wird, und
die die verflüchtigten Bestandteile enthaltenden Abgase aus dem oberen Ende des Drehrohrofens abgesaugt
werden, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem metallisches Eisen enthaltenden Austragsgut abgetrennte
Rückgut vor der Zumischung zu dem zu pelletierenden Material auf eine Korngröße unter etwa 1 mm aufgemahlen
wird, und die Pellets bei Temperaturen unterhalb 300°C mit Sauerstoff enthaltenden Gasen mindestens
teilweise getrocknet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückgut auf eine Korngröße unter 0,5 mm
aufgemahlen wird.
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3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Pellets bei Raumtemperatur ur.ter Zutritt von
Luft getrocknet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Pellets bei Temperaturen zwischen 150 bis 2500C getrocknet werden.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis H, dadurch
gekennzeichnet, daß das Rückgut dem Material in einer Menge von 2 bis 25 %, vorzugsweise 5 bis 15 %,
bezogen auf die Mischung zugegeben wird.
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