DE19539216A1

DE19539216A1 - Utilisation of (hydro)carbon-containing wastes for reducing metals in waste

Info

Publication number: DE19539216A1
Application number: DE1995139216
Authority: DE
Inventors: Georg Menges; Reinhard Fischer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-10-22
Filing date: 1995-10-22
Publication date: 1997-04-24

Abstract

Metals are reduced using wastes which contain C or hydrocarbon containing materials, which are introduced into a molten region of a reaction chamber in a grain size less than 100 mm. The wastes preferably include plastic wastes and are introduced into a blast furnace or and electric furnace.

Description

In der europäischen Patentanmeldung 0 622 465 ist vorgeschlagen worden, Metalle aus Metall erzen, insbesondere Roheisen aus Eisenerz, dadurch zu erzeugen, daß ein Reduktionsgas her gestellt wird, bei dem die dafür verwendeten kohlenstoff- bzw. kohlenwasserstoff-haltigen Sub stanzen z. B. aus Kunststoffen bestehen. Der Kunststoff wird bei Verwendung eines metallurgi schen Schachtofens, insbesondere eines Hochofens, in grobkörnigerm fluidisierter Form in den Windstrom im Gestell des Schachtofens eingeblasen, wobei die Teilchengröße 1-10 mm beträgt.In European patent application 0 622 465 it has been proposed to use metals made of metal ores, in particular to produce pig iron from iron ore, by producing a reducing gas is provided, in which the carbon or hydrocarbon-containing sub punch z. B. consist of plastics. The plastic is used when using a metallurgi shaft furnace, in particular a blast furnace, in coarse-grained fluidized form in the Wind power is blown into the frame of the shaft furnace, the particle size being 1-10 mm.

In der europäischen Patentanmeldung 919 099 630.0-2104 ist ein Verfahren beschrieben wor den, bei dem Kunststoffabfälle in einem Extruder unter besonderen Bedingungen verflüssigt oder vergast werden und die entstehenden Produkte als Ersatz für übliche Reduktionsmittel in Brenn räume eingedüst werden.A method has been described in European patent application 919 099 630.0-2104 the where plastic waste liquefies in an extruder under special conditions or gasified and the resulting products as a substitute for common reducing agents in Brenn rooms are injected.

In der deutschen Patentanmeldung DE 40 38 897 ist ausdrücklich die Verwendung des extru dierten Kunststoffs für die Reduktion von Eisenerz zu Eisen erwähnt.In the German patent application DE 40 38 897 the use of the extru is expressly stated dated plastic for the reduction of iron ore to iron mentioned.

Beide Verfahren sind dadurch gekennzeichnet, daß die kunststoffhaltigen Abfälle vor ihrer Ver wendung als Reduktionsmittel , z. B. durch Eindüsen in die Windformen eines Eisenhochofens, einer aufwendigen Vorbereitung unterzogen werden müssen.Both processes are characterized in that the plastic-containing waste before their Ver Use as a reducing agent, e.g. B. by injecting into the wind forms of an iron blast furnace, undergo extensive preparation.

Im Fall der EPA 0 622 465 ist es, nach einer aufwendigen Vorsortierung, eine Zerkleinerung auf unter 10 mm Korngröße, vorzugsweise unter 5 mm. Die Schwierigkeiten, thermoplastische Kunststoffe zu zerkleinern sind dem Fachmann bekannt. Hinzu kommt, daß besondere Vorkeh rungen getroffen werden müssen, um das Anbacken der Kunststoffe in der Förderleitung durch Plastifizierung der Kunststoffe bei erhöhten Temperaturen zu vermeiden.In the case of EPA 0 622 465, after a complex pre-sorting process, it is broken down less than 10 mm grain size, preferably less than 5 mm. The difficulties of thermoplastic Crushing plastics is known to the person skilled in the art. In addition, special precautions must be taken to prevent the plastics from caking in the delivery line Avoid plasticizing the plastics at elevated temperatures.

Bei dem Verfahren nach EPA 919 09963.0 müssen aus dem Kunststoffabfall zuerst harte Fremdstoffe entfernt werden, die den Extruder beschädigen könnten. Für die Extrusion ist ein erheblicher Apparate- und Energieaufwand erforderlich.In the process according to EPA 919 09963.0, hard plastic must first be removed Foreign substances that could damage the extruder are removed. For the extrusion is a considerable equipment and energy expenditure required.

Die bisher bekannten Verfahrensvorschläge für die Verwendung von Kunststoffabfällen als Re duktionsmittel im Eisenhochofen sehen die Einbringung der Kunststoffabfälle in die Winddüsen bzw. in das Koksbett des Hochofens vor, wo auch bisher schon schweres Heizöl und Kohlen staub eingeblasen werden. Die Abfallstoffe dürfen nur sehr niedrige Gehalte an schlackenbilden den Materialien enthalten und müssen so feste Partikel bilden, daß diese die pneumatische För derung unzerstört überdauern, um eine Verstopfung zu vermeiden. The previously known method proposals for the use of plastic waste as Re Production agents in the iron blast furnace see the introduction of plastic waste into the wind vents or in the coke bed of the blast furnace, where heavy fuel oil and coal have been used up to now dust can be blown in. The waste materials may only form very low levels of slag contain the materials and must form such solid particles that the pneumatic För Persist undamaged to avoid constipation.

Das neuartige Verfahren soll die Nachteile der bisher bekannten Verfahrensvorschläge vermei den, nämlich die aufwendige Vorbereitung der kunststoffhaltigen Abfälle überflüssig machen.The novel method is said to avoid the disadvantages of the previously known method proposals the, namely make the time-consuming preparation of plastic-containing waste unnecessary.

Dazu werden kunststoffhaltige Abfälle vorzugsweise, jedoch gegebenenfalls auch größer in einer Korngröße von <100 mm mittels einer Förderschnecke oder eines Schubstempels oder einer ähnlichen Vorrichtung über eine Öffnung im Gestell des Hochofens in den Bereich des Hoch ofens gedrückt, in dem sich der flüssige Teil der Charge, nämlich Roheisen und Schlacke, befin det. Beim Eintritt des Pfropfens aus kunststoffhaltigem Abfall in flüssiges Eisen oder Schlacke werden wegen der dort herrschenden hohen TemperaturenFor this purpose, plastic-containing waste is preferred, but possibly also larger in one Grain size of <100 mm using a screw conveyor or a plunger or a Similar device via an opening in the frame of the blast furnace in the area of the blast furnace in which the liquid part of the batch, namely pig iron and slag, is located det. When the graft of plastic-containing waste enters liquid iron or slag because of the high temperatures prevailing there

- The hydrocarbons evaporate immediately and z. T. decomposes,
- the volatile inorganic constituents also evaporate,
- The non-volatile, inorganic components melted in the slag.

Die verdampften Bestandteile der kunststoffhaltigen Abfälle steigen im Schacht des Hochofens auf und verhalten sich dort ebenso, wie die durch die Winddüsen oder in diesem Bereich einge brachten Materialien.The vaporized components of the plastic-containing waste rise in the shaft of the blast furnace on and behave just like that through the wind vents or in this area brought materials.

Das Verfahren sei an einem Beispiel erläutert:
Leichtmüll vom Shreddern von Automobilen hat beispielsweise folgende Zusammensetzung:The procedure is explained using an example:
Light waste from automobile shredding, for example, has the following composition:

Ohne weitere Vorbehandlung wird das Material über ein Vorratssilo einer Förderschnecke aufge geben und über ein, z. B. wassergekühltes Mundstück in das Gestell des Hochofens gedrückt. Da die Trennlinie zwischen Eisen und Schlacke je nach Zeitraum seit dem letzten Eisenabstich schwankt, kann der Abfallpfropfen entweder in das Roheisen oder in die Schlacke eintreten. Es ist erfindungswesentlich, daß der Abfallpfropfen in die flüssige Phase im Hochofen eintritt. Durch die im Gestell herrschende Temperatur von über 1500°C tritt eine augenblickliche Ver dampfung bzw. Zersetzung der organischen Bestandteile ein. Die gasförmigen Zersetzungspro dukte steigen im Ofeninneren auf. Sollte sich bei der Zersetzung der Kohlenwasserstoffe eine geringe Menge Koks bilden, so schwimmt dieser wegen seiner geringen Dichte in der Schlacke auf und verbrennt im Bereich der Winddüsen.Without further pretreatment, the material is loaded onto a storage silo of a screw conveyor enter and over a, e.g. B. water-cooled mouthpiece pressed into the frame of the blast furnace. There the dividing line between iron and slag depending on the period since the last iron tapping fluctuates, the waste plug can enter either the pig iron or the slag. It is essential to the invention that the waste plug enters the liquid phase in the blast furnace. Due to the temperature in the frame of over 1500 ° C there is an instantaneous ver vaporization or decomposition of the organic components. The gaseous decomposition pro products rise inside the oven. Should a decomposition of the hydrocarbons occur form a small amount of coke, it floats in the slag because of its low density and burns in the area of the wind vents.

Zinkmetall wird verflüchtigt. Es stört den Hochofenprozeß nicht, da es in vielen Vorstoffen des Eisenhochofens in geringen Mengen vorhanden ist. Zinc metal is volatilized. It does not interfere with the blast furnace process, since it is found in many raw materials Iron blast furnace is present in small quantities.

Sand, Steine, Glas gelangen in die Hochofenschlacke und werden dort aufgeschmolzen.Sand, stones and glass get into the blast furnace slag and are melted there.

Da der Flüssigkeitsspiegel im Hochofen beim Abstich des Eisens stark absinkt, empfiehlt es sich, während dieser Zeit die Zuförderung von Shredderleichtmüll zu unterbrechen.Since the liquid level in the blast furnace drops sharply when the iron is tapped, it is advisable to to interrupt the supply of light shredder waste during this time.

Durch die Bewegung des Pfropfens aus Shredderleichtmüll in dem Mundstück wird eine mögli che Ansatzbildung verhindert.The movement of the plug of light shredded waste in the mouthpiece makes one possible che build-up prevented.

Das angeführte Beispiel ist nicht zwingend für die Erfüllung des Verfahrenszwecks. Jede andere mögliche Art der Zuführung der Abfälle entspricht dem Verfahren. Entscheidend und er findungswesentlich ist, daß das Material in die Zone der schmelzflüssigen Bestandteile eines Hochofens oder Schachtofens zugeführt wird.The example given is not mandatory for the fulfillment of the process purpose. Each another possible way of supplying the waste corresponds to the procedure. Crucial and he essential to the invention is that the material in the zone of the molten constituents of a Blast furnace or shaft furnace is fed.

Das Verfahren ist nicht nur bei der Herstellung von Eisen anwendbar, sondern auch bei der Her stellung anderer Metalle. Es ist auch nicht auf einen Hochofen oder Schachtofen beschränkt, sondern es kann auch in einem anderen, beliebigen Reaktorgefäß durchgeführt werden, in dem sich eine flüssige Schmelze aus Metall und/oder Schlacke befindet und in dem eine Reduktion von Metalloxid zu Metall durchgeführt wird.The method can be used not only in the production of iron, but also in the manufacture position of other metals. It's also not limited to a blast furnace or shaft furnace, but it can also be carried out in any other reactor vessel in which there is a liquid metal and / or slag melt and a reduction in it is carried out from metal oxide to metal.

Claims

1. A method for the use of waste materials containing carbon or hydrocarbonaceous materials for the reduction of metals, characterized in that the waste materials with a grain size of less than 100 mm are introduced into the molten area of a reaction space using a suitable device.

2. The method according to claim 1, characterized in that the waste materials ent plastic waste hold.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the waste materials in one Iron blast furnace can be introduced into the molten zone.

4. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the waste materials in the melt liquid zone of an electric furnace.