DE1014137B

DE1014137B - Process for the refining of poor iron ores

Info

Publication number: DE1014137B
Application number: DEA18949A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Dietrich Fastje
Original assignee: Aktiengesellschaft fuer Unternehmungen der Eisen und Stahlindustrie
Current assignee: Aktiengesellschaft fuer Unternehmungen der Eisen und Stahlindustrie
Priority date: 1953-10-10
Filing date: 1953-10-10
Publication date: 1957-08-22

Description

Verfahren zur Verhüttung armer Eisenerze Die steigende Roheisenerzeugung der Welt und der damit verbundene verstärkte Abbau der bekannten eisenreichen Eisenerzlagerstätten, die teilweise ihrer Erschöpfung entgegengehen, zwingen dazu, auf die Vorkommen an armen Erzen in immer größerem Umfange zurückzugreifen. Die mit der direkten Verwendung dieser eisenarmen Erze im Hochofen zwangläufig immer geringer werdende Wirtschaftlichkeit der Roheisenerzeugung hat man dadurch zu verbessern gesucht, daß man diese Erze einem Aufbereitungsprozeß zur Anreicherung des Eisengehaltes, bei gleichzeitiger Absch,-idung der unerwünschten Gangartbestandteile unterwarf.Process for smelting poor iron ores The increasing production of pig iron the world and the associated increased mining of the well-known iron-rich iron ore deposits, which are partially approaching their exhaustion, force to the occurrence to resort to poor ores in ever greater quantities. The ones with direct use These low-iron ores in the blast furnace inevitably decrease in economic efficiency One has sought to improve pig iron production by using these ores a treatment process to enrich the iron content, while at the same time Separation of the unwanted gait components.

Die verschiedensten Eisenerzaufbereitungsverfahren sind in Anpassung an den Charakter des Erzes entwickelt worden. Bei kIagnetit-Eisenerzen hat man oft mit einer einfachen Magnetscheidung im trockenen oder nassen Zustand bemerkenswerte Erfolge erzielt, wobei je nach dem Verwachsungsgrad von Magnetit und Gangart eine mehr oder weniger weitgehende Zerkleinerung des Erzes vorausgehen mußte. Bei anderen armen Eisenerzen lassen sich durch einfache Röstprozesse bei mittleren Temperaturen die oxydischen Eisenverbindungen in magnetische Formen, sei es Fee 04 oder 0.;, überführen, so daß man nach der magnetisierenden Röstung eine Anreicherung auf h-lagnetscheidern vornehmen konnte. Viele arme Erze, vor allem Brauneisenerze von oolithischem Charakter, lassen sich durch einfache Wasch- und Läuterprozesse oder nach dem Schwimm- und Sinkverfahren anreichern. Auch die von den Nichteisenmetallerzen her bekannte Flotation hat in die Eisenerzaufbereitung Eingang gefunden.The most diverse iron ore processing methods are being adapted developed to the character of the ore. With magnetite iron ores one often has remarkable with a simple magnetic separation in dry or wet condition Successes achieved, with one depending on the degree of intergrowth of magnetite and gangue more or less extensive crushing of the ore had to precede it. With others poor iron ores can be easily roasted at medium temperatures the oxidic iron compounds in magnetic forms, be it Fee 04 or 0.;, transfer, so that after the magnetizing roasting an enrichment on h-magnetic separators could make. Many poor ores, especially brown iron ores of an oolithic character, can be removed by simple washing and refining processes or after swimming and Enrich sink method. Also the flotation known from non-ferrous metal ores has found its way into iron ore processing.

Die in oft sehr mächtigen Lagerstätten vorhandenen armen Eisenerze, die vorwiegend oxydische Eisenverbindungen in umnagnetischer Form in äußerst feiner Verwachsung mit Kieselsäure in Form von nuarz oder mit Silikaten enthalten, haben bisher aber stets einer erfolgreichen Aufbereitung nach den bekannten Verfahren widerstanden. Selbst bei äußerst feiner, mit großen Kosten verbundener Vermahlung auf geringstmögliche Korngrößen konnte keine wirtschaftlich befriedigende Trennung der eigentlichen Erzsubstanz von der Kieselsäure oder der silikatischen Gangart erzielt werden. So haben beispielsweise die mit großem Aufwand und großer Sachkenntnis in den USA durchgeführten Versuche zur Aufbereitung der bekannten umnagnetischen Taconite ergeben, daß höchstens ein Aufbereitungsprodukt mit 57 bis 58% Fe und noch 13 bis 14% Si 02 erzielt werden kann, wobei das Ausbringen nur 41 bis 49%. beträgt. Es kommt hinzu, daß auch dieses wenig befriedigende Ergebnis erst in einem kombinierten Aufbereitungsverfahren erzielt wurde, das Zerkleinerung, Sink- und Schwimmverfahren, Laugung und Flotation umfaßt. Mit wesentlich größerem Erfolg ist bei diesen armen Erzen, die oft nur 25 bis 301/o Eisen und daneben noch 25 bis 60 % Kieselsäure enthalten, das sogenannte »Krupp-Rennverfahren« zur Anwendung gekommen. Dieses im Drehrohrofen durchgeführte Aufbereitungsverfahren reduziert bekanntlich die oxydischen Eisenverbindungen zunächst zu Eisenschwamm, der am Austragsende in der Luppzone zu Kugeln von metallischem Eisen, den sogenannten Luppen, zusammenschweißt, die in einer aus den Gangartbestandteilen bestehenden Schlacke eingebettet sind und in erkaltetem Zustande daraus durch Vermahlung und Magnetscheidung gewonnen werden. Voraussetzung für die Durchführung des Verfahrens ist die Bildung einer geeigneten, bei der Arbeitstemperatur von 1100 bis 1300° C halbflüssigen Schlacke in bestimmter Menge und von bestimmter Viskosität. In vielen Fällen liefert die natürliche Gangart der Erze eine solche geeignete Schlacke, in anderen Fällen muß die geeignete chemische Zusammensetzung durch Hinzufügung bestimmter Zuschläge in Form von Ca O, A120, usw. künstlich hergestellt werden. Bei Verarbeitung eisenarmer und sehr kieselsäurereicher Erze ist aber in vielen Fällen die erforderliche Menge an Zuschlägen so erheblich, daß bei der dann entstehenden sehr großen Schlackenmenge, die zwangläufg einen gewissen, wenn auch niedrigen Fe-Gehalt aufweist, die Verluste an Eisen in der Schlacke sehr groß und das Eisen-Ausbringen des Verfahrens infolgedessen ungünstig werden.The poor iron ores, which are often found in very large deposits and which mainly contain oxidic iron compounds in non-magnetic form in extremely fine intergrowth with silica in the form of natural or with silicates, have so far always withstood successful processing according to the known processes. Even with extremely fine, costly grinding to the smallest possible grain size, no economically satisfactory separation of the actual ore substance from the silicic acid or the silicate gangue could be achieved. For example, the experiments carried out with great effort and expertise in the USA for processing the known umnagnetic taconites have shown that a maximum of one processing product with 57 to 58% Fe and 13 to 14% Si 02 can be achieved, whereby the yield is only 41 up to 49%. amounts to. In addition, this unsatisfactory result was only achieved in a combined treatment process, which includes comminution, sinking and floating processes, leaching and flotation. With these poor ores, which often contain only 25 to 301 / o iron and an additional 25 to 60% silica, the so-called "Krupp racing process" has been used with far greater success. This treatment process carried out in the rotary kiln is known to reduce the oxidic iron compounds initially to sponge iron, which welds together at the discharge end in the Lupp zone to form balls of metallic iron, the so-called lobes, which are embedded in a slag consisting of the gangue constituents and in a cooled state from it by grinding and Magnetic separation can be obtained. The prerequisite for carrying out the process is the formation of a suitable slag, which is semi-liquid at an operating temperature of 1100 to 1300 ° C, in a certain amount and with a certain viscosity. In many cases the natural gangue of the ores provides such a suitable slag, in other cases the suitable chemical composition must be artificially produced by adding certain additives in the form of CaO, A120, etc. When processing ores that are low in iron and very rich in silicic acid, the required amount of aggregates is in many cases so considerable that with the very large amount of slag produced, which inevitably has a certain, albeit low Fe content, the loss of iron in the slag is great large and consequently the iron yield of the process become unfavorable.

Es ist ferner vorgeschlagen worden, in Annäherung an die bekannten Verfahren zur Eisenschwammhers.tellung, solche armen, sehr kieselsäu.rereich n Eisenerze zusammen mit einer bestimmten zur Reduktion der Eisenoxydverbindungen ausreichenden Brennstoffmenge zu Briketts, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme von geeigneten Bindemitteln, zu verformen und diese Briketts dann in geeigneten Öfen einer so hohen Temperatur auszusetzen, daß nicht nur die Oxydverbindungen zu Eisenschwamm reduziert werden, sondern daß der entstandene Schwamm auch geschmolzen wird. Es wird erwartet, daß das schmelzende Eisen. zu kleinen Kügelchen zusammenrinnt, die dann angeblich leicht von der quarzigen Gangart auf magnetischem Wege getrennt werden können. Dieser Vorschlag erfordert jedoch umfangreiche verteuernde Maßnahmen und führt auch deshalb nicht zu befriedigen Ergebnissen, weil das Zusammenlaufen des reduzierten Metalls in den kompakten ruhenden Briketts zu größeren abscheidungsfähigen Partikeln nicht gewährleistet ist.It has also been proposed to approximate the known Process for the production of sponge iron, such poor, very silica-rich iron ores together with a certain amount sufficient to reduce the iron oxide compounds Amount of fuel to briquettes, if necessary with the help of suitable binders, to deform and these briquettes then in suitable Exposing ovens to such a high temperature that not only the oxide compounds become too Sponge iron can be reduced, but that the resulting sponge is also melted will. It is expected that the melting iron. runs together into small globules, which then supposedly easily separated from the quartz gait by magnetic means can be. However, this proposal requires extensive measures to make it more expensive and therefore also does not lead to satisfactory results because the convergence of the reduced metal in the compact dormant briquettes to form larger separable ones Particles is not guaranteed.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Verhüttung armer Erze, z. B. solchen, die bis zu 35 % Eisen enthalten und deren Gangart zu etwa 60% und mehr aus Kieselsäure besteht, vorgeschlagen, das die Nachteile der bisher bekannten Verfahren beseitigt. Dieses Verfahren besteht darin, daß das Erz nach vorhergehender Zerkleinerung mit einer mindestens für die Reduktion der Erze zu metallischen Eisen stöchiometrisch ausreichenden Menge feinzerkleinerten Brennstoffes gemischt und in einem Drehrohrofen der mit einem Stauring am Austragsende versehen ist, auf Temperaturen von 1100 bis 1300° C erhitzt wird, wobei das Eisen zu metallischem Eisen und zu magnetischen Eisenoxydverbindungen reduziert wird, worauf diese durch Magnetscheidung von der Gangart getrennt werden. Der metallurgische Vorgang ist dabei so, daß die oxydischen Eisenverbindungen im Durchgang durch den Ofen bei mit Hilfe einer geeigneten Feuerung (Kohlenstauh, Gas, Öl) Erreichten höheren Temperaturen zu Eisenschwamm reduziert werden, der infolge des beigemengten Brennstoffes vor einer Wiederoxydation bewahrt, gleichzeitig stark aufgekoblt wird und damit bereits bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen zu einer kompakten Masse zusammenschweißt oder zusammenschmilzt.According to the invention a method for smelting poor ores, e.g. B. those that contain up to 35% iron and their gait to about 60% and more consists of silica, proposed that the disadvantages of the previously known methods eliminated. This method consists in that the ore after previous crushing with a minimum of stoichiometric for the reduction of the ores to metallic iron Sufficient amount of finely chopped fuel and mixed in a rotary kiln which is provided with a retaining ring at the discharge end, to temperatures from 1100 to 1300 ° C is heated, whereby the iron becomes metallic iron and magnetic Iron oxide compounds is reduced, whereupon these by magnetic separation from the Pace to be separated. The metallurgical process is such that the oxidic Iron compounds in passage through the furnace with the help of a suitable furnace (Coal accumulation, gas, oil) Reached higher temperatures reduced to sponge iron which, as a result of the added fuel, prevents reoxidation, at the same time it is heavily padded and therefore already at relatively low levels Temperatures welded or melted together to form a compact mass.

Überraschenderweise verhindert die im Verhältnis zur Metallmenge sehr große, im wesentlichen Kieselsäure enthaltende Gangartmenge, die bei der herrschenden Temperatur keine Schlacke, sondern ein lockeres Gemenge bildet, und die dauernde Bewegung der Beschickung infolge der Drehung des Ofens ein Zusammenlaufen des reduzierten Metalls zu einem flüssigen Eisenbad. Die Entstehung eines solchen Bades würde erfahrungsgemäß schnell zur Bildung von ringförmigen metallischen Ansätzen im Ofen führen und den Prozeß in kürzester Frist zum Erliegen bringen.Surprisingly, this is very difficult in relation to the amount of metal large quantity of gangue, essentially containing silica, which is the case with the prevailing Temperature does not form a slag, but a loose mixture, and the permanent one Movement of the feed as a result of the rotation of the furnace causes a convergence of the reduced Metal to a liquid iron bath. Experience shows that such a bath would be created quickly lead to the formation of ring-shaped metallic deposits in the furnace and the Bring the process to a standstill in the shortest possible time.

Es ist einleuchtend, daß zwar bei dieser Führung des Prozesses eine praktisch vollständige Trennung von Metall und Gangart, wie sie beispielsweise im Rennverfahren möglich ist, nicht erreicht werden kann. Das Ergebnis ist vielmehr nach Aufbereitung des Ofenaustrags, d. h. nach Zerkleinerung und Magnetscheidung, ein Konzentrat mit einem Eisengehalt von 60 bis 70%, das zum weitaus größten Teil aus metallischem Eisen, zum Teil aber auch aus magnetischen hochhaltigen Eisenverbindungen und Gangartresten besteht. Es ist nach Sinterung oder Pelletisierung ein gutes Ausgangsmaterial für die Roheisenerzeugung im Hochofen. Durch die Tatsache, daß ein großer Teil des Fe als Metall vorliegt, wird das Konzentrat besonders wertvoll, da es im Hochofen nur noch geringe Reduktionsarbeit und damit nur eine geringe Menge hochwertigen Brennstoffes erfordert.It is evident that in this conduct of the process one practically complete separation of metal and gait, as for example in the Race procedure is possible, cannot be achieved. Rather, the result is after preparation of the furnace discharge, d. H. after shredding and magnetic separation, a concentrate with an iron content of 60 to 70%, by far the largest part made of metallic iron, but also partly from magnetic high-content iron compounds and gait remains. It is a good starting material after sintering or pelletizing for the production of pig iron in the blast furnace. Due to the fact that a large part of the Fe is present as a metal, the concentrate is particularly valuable because it is in the blast furnace only little reduction work and thus only a small amount of high quality Fuel required.

Es kann zweckmäßig sein, den in den Abgängen der magnetischen Aufbereitung des Ofenaustrags enthaltenen Brennstoff durch bekannte Aufbereitungsverfahren zurückzugewinnen.It can be useful to use the magnetic treatment in the outflows recover the fuel contained in the furnace discharge using known processing methods.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for smelting low-iron ores, in particular Ores, the gangue of which consists of 60% or more of silica, with the addition of solid Fuel in a rotary kiln provided with a retaining ring at the discharge end, thereby characterized in that the ore after previous crushing with at least one stoichiometrically sufficient for the reduction of iron ores to metallic iron Amount of finely ground fuel mixed and heated to temperature in the rotary kiln from 1100 to 1300 ° C is heated, whereby the ore becomes metallic iron and magnetic Iron oxide compounds is reduced, whereupon these by magnetic separation from the Pace to be separated.

2. The method according to claim 1, characterized in that the unburned part of the added fuel by known methods is regained from the pace.