DE4023115C2

DE4023115C2 - Process for lumping carbonaceous fine material

Info

Publication number: DE4023115C2
Application number: DE19904023115
Authority: DE
Inventors: Hagen Weckwerth
Original assignee: POSSEHL ERZKONTOR GmbH
Current assignee: POSSEHL ERZKONTOR GmbH
Priority date: 1990-07-20
Filing date: 1990-07-20
Publication date: 1993-12-02
Anticipated expiration: 2010-07-21
Also published as: DE4023115A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stückigmachen von kohlenstoffhaltigem Feinmaterial, die als Nebenprodukte in der Petrolindustrie und bei der Elektrodenproduktion anfallen, wobei das Feinmaterial unter Zugabe von Wasser und einem Bindemittel stückig gemacht, insbesondere pelletiert, granuliert oder brikettiert wird.The invention relates to a method for dicing carbonaceous fine material, which as By-products in the petroleum industry and at Electrode production occur, the fine material in pieces with the addition of water and a binder made, especially pelletized, granulated or is briquetted.

Hochkohlenstoffhaltige Feinmaterialien, die insbesondere als Abfallprodukte bzw. Nebenprodukte in der Petrolindustrie und bei der Elektrodenproduktion anfallen, lassen sich als sogenannte Aufkohlungsmittel bei der Stahlerzeugung einsetzen. Dabei dient das Aufkohlungsmittel zur gezielten Erhöhung des Kohlenstoffgehaltes. Um das Feinmaterial als Aufkohlungsmittel wirtschaftlich einsetzen zu können, darf eine bestimmte Mindestpartikelgröße nicht unterschritten werden.High carbon fine materials, in particular as waste products or by-products in the Petroleum industry and electrode production, can be used as a so-called carburizing agent Use steelmaking. This serves Carburizing agent for the targeted increase of the Carbon content. To the fine material as Carburizing agents can be used economically does not fall below a certain minimum particle size will.

Aus der DE-PS 31 00 727 ist es für ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt, das staubförmige Feinmaterial durch Zugabe von Wasser und Bindemittel zu stückigem Material aufzubereiten. Die Aufbereitung erfolgt dabei vorzugsweise durch Pelletieren, Granulieren oder Brikettieren. Dabei wird das Bindemittel in Form von Ethylcellulose vor den genannten Verfahrensschritten unter Zugabe von Wasser mit dem Feinmaterial vermischt. Dieses Bindemittel weist ebenso wie die bei dem aus der DE-PS 27 26 268 bekannten Verfahren verwendeten Binder, wie Teer, Pech, Kunstharze oder Sulfidablauge den Nachteil auf, daß bei der nachfolgenden Verarbeitung des pelletierten, granulierten oder brikettierten Materials gesundheitsschädliche Zersetzungsprodukte wie z. B. Benzol, Anthrazen, Benzopyren, Formaldehyd oder Schwefeldioxid an die Umwelt abgegeben werden.From DE-PS 31 00 727 it is for a method of known type, the dusty Fine material by adding water and binder to prepare lumpy material. The preparation takes place preferably by pelleting, granulating or Briquetting. The binder is in the form of Ethyl cellulose before the process steps mentioned below Add water mixed with the fine material. This Binder has just like that in DE-PS 27 26 268 known processes used binders, such as tar, Pitch, synthetic resins or sulfide waste liquor have the disadvantage that at the subsequent processing of the pelleted, granulated or briquetted material harmful decomposition products such. B. Benzene, anthracene, benzopyrene, formaldehyde or Sulfur dioxide are released into the environment.

Hinzu kommt, daß durch die nicht flüchtigen Bestandteile des Binders die chemische Analyse des Kohlenstoffmaterials negativ verändert wird und in einigen Fällen, z. B. bei der Verwendung von Wasserglas und Sulfidablauge das Auflöseverhalten des pelletierten, granulierten oder brikettierten Materials im Stahlbad verschlechtert wird, wobei das Auflöseverhalten ein wichtiges Kriterium für die Verwendbarkeit als Aufkohlungsmaterial ist.Add to that the non-volatile components chemical analysis of the binder Carbon material is changed negatively and in some cases, e.g. B. when using water glass and sulfide waste liquor the dissolution behavior of the pelleted, granulated or briquetted material in a steel bath is deteriorated, the dissolution behavior important criterion for usability as Carburizing material.

Aus der US-PS 12 90 992 ist ein Verfahren bekannt, Maisstärke mit Wasser zu mischen und diese Mischung dann zu erhitzen, so daß eine dickliche durchsichtige Paste entsteht, die anschließend mit Asphaltpech in flüssiger Form derart vermischt wird, daß eine Emulsion entsteht. Diese Emulsion schließlich wird mit trockenem Kohlenstaub vermischt, so daß das Gemisch anschließend zu einem Brikett gepreßt werden kann.From US-PS 12 90 992 a method is known Mix cornstarch with water and then mix this to heat so that a thick translucent paste arises, which then with asphalt pitch in liquid Form is mixed so that an emulsion is formed. Finally, this emulsion is made with dry coal dust mixed, so that the mixture then into a Briquette can be pressed.

Aus der US-PS 23 25 840 ist ein Verfahen bekannt, bei dem dem Bindemittel neben Stärke und Wasser ein weiterer Zusatzstoff, nämlich ein Ätzmittel, zugegeben wird, wodurch sich die geforderte Klebkraft ergibt.A method is known from US Pat. No. 2,325,840 another one besides starch and water Additive, namely an etchant, is added, which results in the required adhesive strength.

Beide bekannten Verfahren haben den Nachteil, daß sich durch die Zusatzstoffe die chemische Analyse des Ausgangsproduktes verändert. Both known methods have the disadvantage that through the additives the chemical analysis of the Starting product changed.

Aus der DE-PS 4 23 798 ist ein Verfahren zum Brikettieren von Kohlenstaub bekannt, bei welchem als Zusatzstoffe Stärke und Schwefelsäure zugegeben werden.
From DE-PS 4 23 798 a method for briquetting coal dust is known, in which starch and sulfuric acid are added as additives.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß einerseits keine flüchtigen Bestandteile entstehen und andererseits eine Veränderung der chemischen Analyse gegenüber dem Ausgangsprodukt nicht eintritt.In contrast, the invention is based on the object To improve methods of the type mentioned at the outset in such a way that on the one hand no volatile constituents arise and on the other hand, a change in chemical analysis does not occur compared to the starting product.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Bindemittel eine modifizierte thermostabile Stärke mit einer Wasserabspaltungstemperatur von 180°C bis 300°C ist.This object is achieved in that the Binder a modified thermostable starch with a Water separation temperature is from 180 ° C to 300 ° C.

Durch die Verwendung eines organischen Binders entsteht als einziges Zerfallsprodukt Wasserdampf, welcher abgegeben wird, wenn die Temperatur des pelletierten, granulierten oder brikettierten Materials die Wasserdampfabspaltungstemperatur von 180°C bis 300°C einnimmt. Nach der Abspaltung des Wasserdampfs verbleiben von dem zugefügten Binder lediglich bindeaktive Kohlenstoffbrücken im Produkt. Aufgrund dessen verändert sich die Analyse des Endproduktes gegenüber dem Ausgangsprodukt nicht.The use of an organic binder creates as only decay product water vapor, which released when the temperature of the pelleted, granulated or briquetted material Water vapor release temperature from 180 ° C to 300 ° C occupies. After the water vapor has split off, remain of the added binder only binding-active Carbon bridges in the product. Because of that changed the analysis of the end product compared to the Starting product not.

Gegenüber der Verwendung von bisher üblichen Stärken, bei denen, wie in der PS 31 00 727 beschrieben ist, die Festigkeit der hergestellten Pellets/Granulate/Briketts bei Temperaturen oberhalb der Wasserabspaltungstemperatur nachläßt und mit steigenden Temperaturen zum Zerfall des Produktes führt, bleibt bei diesem Verfahren überraschenderweise die Festigkeit auch bei höheren Temperaturen erhalten.Compared to the use of previously common strengths, at those, as described in PS 31 00 727, the Strength of the pellets / granules / briquettes produced at temperatures above the water elimination temperature subsides and with increasing temperatures to the decay of the Product leads remains with this procedure surprisingly the strength even at higher ones Get temperatures.

Vorzugsweise wird eine Stärke verwendet, deren Abspaltungstemperatur für Wasserdampf bei 230°C-250°C liegt.A starch is preferably used whose Elimination temperature for water vapor at 230 ° C-250 ° C lies.

Vorzugsweise beträgt für ein Verfahren, bei welchem das Ausgangsmaterial mittels Pelletieren stückig gemacht wird, der Wassergehalt beim Pelletieren 20-25%.For a method in which the Starting material is made into pieces by means of pelleting, the water content when pelleting is 20-25%.

In einer anderen Variante des Verfahrens, bei der das Stückigmachen des Ausgangsmaterials durch Strangpreßgranulation erfolgt, liegt der Wassergehalt in einem Bereich zwischen 10 und 20%.In another variant of the method, in which the Make the starting material into pieces Extrusion granulation takes place, the water content is in a range between 10 and 20%.

In einer dritten Variante des Verfahrens, bei der das Stückigmachen des Ausgangsmaterials durch Brikettieren erfolgt, liegt der Wassergehalt zwischen 5 und 10%.In a third variant of the method, in which the Briquetting the starting material into pieces the water content is between 5 and 10%.

Vorzugsweise läßt sich das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Produkt als Aufkohlungsmaterial bei der Stahlerzeugung einsetzen.This can preferably be done according to the invention Processed product as carburizing material steelmaking.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is based on a Embodiment explained in more detail.

Als Ausgangsmaterial dient hochkohlenstoffhaltiges Feinmaterial, welches als Abfallprodukt in der Petrolindustrie anfällt und eine mittlere Korngröße von weniger als 1 mm hat. Das Feinmaterial wird unter Zugabe von Wasser mit einer als Binder wirkenden modifizierten thermostabilen Stärke vermischt, wobei der Wassergehalt der Mischung etwa 20% beträgt. Anschließend wird die Mischung mittels eines üblichen Pelletiertellers o. ä. zu stückigem Gut pelletiert, wobei die Korngröße der entstehenden Pellets im Bereich oberhalb von mehreren Millimetern liegt. Im Anschluß daran werden die Pellets einem Trocknungsvorgang unterzogen, bei dem sie auf eine Kerntemperatur von 180°C bis 300°C erwärmt werden.High carbon content serves as the starting material Fine material, which is a waste product in the Petroleum industry and an average grain size of has less than 1 mm. The fine material is added with Water with a modified as a binder thermostable starch mixed, the water content of the Mixture is about 20%. Then the mixture by means of a conventional pelletizing plate or the like Well pelletized, with the grain size of the resulting pellets is in the range above several millimeters. in the The pellets are then dried subjected to a core temperature of 180 ° C can be heated up to 300 ° C.

Beim Erreichen der als Materialeigenschaft für die modifizierte thermostabile Stärke vorgebbaren Wasserabspaltungstemperatur von 240°C spaltet die als Bindemittel verwendete Spezialstärke aus ihrem Grundmolekül C₆H₁₀O₅ sukzessiv Wasser ab, bis nach vollständiger Abspaltung nur das Kohlenstoffgerüst übrig bleibt. Das Kohlenstoffgerüst, welches auch bei höheren Temperaturen seine Bindefunktion beibehält, hält die einzelnen Partikel des Feinmaterials innerhalb der einzelnen Pellets zusammen.When the water separation temperature of 240 ° C that can be specified as the material property for the modified thermostable starch is reached, the special starch used as a binder gradually releases water from its base molecule C ₆ H ₁₀ O ₅ until only the carbon skeleton remains after complete separation. The carbon structure, which maintains its binding function even at higher temperatures, holds the individual particles of the fine material together within the individual pellets.

Aufgrund des erfindungsgemäß verwendeten Binders entstehen beim Trocknungsprozeß im Anschluß an den Pelletiervorgang keine schädlichen Zersetzungsprodukte. Die chemische Zusammensetzung des Ausgangsstoffes unterscheidet sich nicht von der des Feinmaterials, da durch den Binder nur Kohlenstoff zugegeben wird, der ohnehin bereits im Rohstoff vorhanden ist.Due to the binder used according to the invention in the drying process following the pelleting process no harmful decomposition products. The chemical The composition of the starting material does not differ from that of the fine material, since only through the binder Carbon is added, which is already in the raw material is available.

Claims

1. A process for lumping carbon-containing fine materials, which are obtained as by-products in the petroleum industry and in electrode production, the fine material being made lumpy with the addition of water and a binder, in particular being pelletized, granulated or briquetted, characterized in that the binder modifies a is thermostable starch with a water elimination temperature of 180 ° C to 300 ° C.

2. The method according to claim 1, characterized in that the Water elimination temperature is 230 ° C-250 ° C.

3. The method according to claim 1 or 2, wherein the Fine material is pelletized, characterized in that the Water content when pelleting is 20-25%.

4. The method according to claim 1 or 2, wherein the Fine material is granulated by means of an extrusion press, characterized in that the Water content is 10 to 20%.

5. The method according to claim 1 or 2, the fine material is briquetted, characterized in that the Water content is 5-10%.

6. Use of the method according to one of the Claims 1 to 5 manufactured product as Carburizing material.