DE1963128A1 - Verfahren zum Reinigen und Agglomerieren von Pyritabbraenden - Google Patents
Verfahren zum Reinigen und Agglomerieren von PyritabbraendenInfo
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Description
AB Cold Bound Pellets D.jurgholni/SGhweden
Verfahren zum Reinigen und Agglomerieren von Pyritabbränden
Die Erfindung "bezieht sich auf ein Verfahren zum Reinigen und
Agglomerieren von Pyritabbranden zwecks Herateilung eines verbesserten
Agglomerates, bei dem sich das darin anwesende Eisenoxyd
ohne Schwierigkeiten zu metallischem Eisen reduzieren läßt.
Die Verwendung von Pyritabbränden als Rohmaterial bei der Eisen-
und Stahlerzeugung, insbesondere im Hochofenverfahren, bringt noch immer eine Anzahl Nachteile mit sich. Einer der Nachteile
liegt darin, daß Pyrit beim Rösten porös wird, was zu Schwierigkeiten beim Agglomerieren führt und ein unangenehmes Transportproblem mit sich bringt, welches darauf zurückgeht, daß Pyrit
zur Staubentwicklung neigt und die Umgebung verfärbt. Darüber hinaus enthalten Pyritabbrände Rückstände u.a. an sulfidgebundenem Schwefel, welcher bisher AnIaS gab, aum Satfernen des Sulfides röstende Agglomerierverfahren anzuwenden.
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· im Pall von Eisenerzkonzentrat sind" daher die hauptsäch- .
liehen Verfahren zum Agglomerieren von Pyritabbränden das Saugsintern
und das Pelletisiersintern, wobei die Pyritabbrände, gegebenenfalls mit Eisenerzkonzentrat vermischt, auf etwa
1400° bzw. 1250° G erhitzt werden. Um wirtschaftlich durchgeführt zu werden, bedürfen diese Agglomerierverfahren jedoch
großer Anlagen. Die Agglomerierung von Pyritabbränden hat sich aus diesem Grund bisher auf wenige große Sinteranlagen konzentriert,
und zwar trotz der Nachteile, die mit dem staubfreien Transport der Abbrände zusammenhängen. Darüber hinaus enthalten
die Pyritabbrände in der Hauptsache Verunreinigungen, die auf Kupfer und Zink enthaltende sulfidische Mineralien im Schwefelpyriterz
zurückgehen. Diese Verunreinigungen verschlechtern die Qualität des unter Verwendung von Pyritabbränden erzeugten
Eisens und Stahles und komplizieren die Rückgewinnung des Eisenanteils bei Anwendung des Hochofenverfahrens. In bestimmten Fällen
wendet man zum Entfernen von Kupfer und Zink aus Pyritab- ^ branden ein chlorierendes Röstverfahren an, bei welchem die Verunreinigungen
in Form von Kupfer und Zink in lösbaren Zustand umgewandelt und ausgelaugt werden. Die für diesen Zweck gebauten
Lauganlagen machen jedoch beträchtliche Investitionen erforderlich und sind demzufolge wie die Saugsinter- und Pelletisiersinteranlagen
nur in wenigen Orten vorzufinden.
Es ist daher ein Bedarf an Verfahren zum Reinigen und Agglomerieren
von Pyritabbränden vorhanden, welche vom wirtschaftlichen Standpunkt aus betrachtet nicht in hohem Maße von der Größe der
Anlagen abhängen, in denen sie durchgeführt werden, und welche es somit gestatten, die Größe der Reinigungs- und Agglomerieranlagen der Größe der Anlagen zum Rösten von Schwefelkies anzupassen.
Diesem Bedarf trägt die Erfindung Rechnung, wobei sie
auch die weiter oben erwähnten Nachteile beseitigt.
I *
Die Erfindung sieht ein Verfahren sram Reinigen und Agglomerieren
von Pyritabbränden vor, welches dadurch gekennzeichnet ist» daß
'die Pyritabbrände in mindestens einem Mahlvorgang zerkleinert ■ werden, daß aus dem gerösteten Mahlgut Bulfidisohea Material
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durch Schwimmaufbereitung abgetrennt und eine wässrige Mischung
hergestellt wird, die zumindest das gemahlene und gereinigte Pyrit und ein Bindemittel enthält, welches die Fähigkeit besitzt,
die Mischung nach ihrer Erwärmung in einer hauptsächlich Dampf enthaltenden Atmosphäre zusammenzuhalten und der abgekühlten
Mischung eine brauchbare Festigkeit zu verleihen, wenn sie reduzierenden Bedingungen bei erhöhter Temperatur ausgesetzt
wird, und daß aus der Mischung Agglomerate hergestellt und die Agglomerate in einer hauptsächlich aus Dampf bestehenden Atmosphäre
einer Wärmebehandlung unterworfen werden, die bei einer !Temperatur von etwa 160 bis 230° C und einem Druck von etwa
10 bis 70 atü vor sich geht.
Das Verfahren gemäß Erfindung führt zu Agglomeraten, die den
hohen Anforderungen hinsichtlich Reinheit und Festigkeit genügen und keine Staubentwicklung aufkommen lassen. Die Agglomerate
können entweder Briketts bestimmter Form oder mittels eines Walz-Pelletisierverfahrens hergestellte Pelleten sein. Mittels
des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich ohne Schwierigkeiten pelletisierte Agglomerate mit einheitlicher Größe herstellen.
Zur Durchführung des Verfahrens gemäß Erfindung geeignete Bindemittel sind Calziumhydroxyd, gelöschte Stahlofenschlacke,
Portland-Zement, Kieselerde und silikathaltiges Material. Die
Bindemittel können einzeln oder in beliebiger Kombination zur Verwendung kommen. Sie können auch in größerem oder kleinerem
Anteil bereits zu Anfang in den Pyritabbranden vorhanden sein
und aus dem im Schwefelpyriterz enthaltenen Muttererz etammen.
Wenn die Aufbereitung von Schvrefelpyriterz oder von bereits
teilweise aufbereitetem Schwefelpyriterz mittels Flotation erfolgt, so ist im Erz oftmals so wenig Mutterera enthalten,
daß in dem einer Röstung unterworfenen Sohwefelkies eine ungenügende Menge silikathaltigen Materials verbleibt, die zur Erzielung
einer Bindewirkung nicht ausreicht, so daß ein Binde-
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mittel zugegeben werden muß. Wenn in silikatarme oder silikatfreie
Pyritabbrände lediglich gelöschter Kalk oder fein zerkleinerte Kieselerde eingemischt wird, so erhält man in den
Agglomeraten zwischen dem Bindemittel und dem gemahlenen und schwimmaufbereiteten Rösterzeugnis eine ausreichend feste Bindung.
Festere Bindungen erhält man jedoch oftmals dann, wenn als Bindemittel Portland-Zement verwendet wird. Die Fähigkeit
der Bindemittel, ein sowohl bei niedriger als auch bei hoher Temperatur festes Agglomerat entstehen zu lassen, hängt jedoch
entscheidend von den physikalischen und chemischen Eigenschaften des Rösterzeugnisses ab. Die festesten Agglomerate entstehen
^ oftmals dann, wenn die zuvor erwähnten Bindemittel kombiniert werden. Das für eine beliebige Art gerösteten Schwefelkieses
am besten geeignete Bindemittel läßt sich durch Versuche ermitteln.
Das Bindemittel muß mit dem Rösterzeugnis innig vermischt werden. Zweckmäßigerweise wird das Bindemittel in fein zerkleinerter Form
eingegeben und mit dem Rösterzeugnis vermischt. Das Gemisch wird vorzugsweise einem Mahlvorgäng unterworfen, um die Homogenität
zu erhöhen. Hierdurch werden mechanochemische Reaktionen veranlaßt,
welche die sich anschließende Bindung günstig beeinflussen und die Festigkeit des hergestellten Agglomerates erhöhen. Der
Mischung wird ferner je nach Bedarf Wasser beigegeben, wobei die f Menge so gewählt wird, daß sich die für das Agglomerieren geeignete
Konsistenz ergibt. Das Eisenoxydmaterial, bei dem es sich vorzugsweise um Eisenerzkonzentrat mit einer Teilchengröße
handelt, welche die Teilchengröße des gemahlenen und gereinigten gerösteten Pyrits übersteigt, kann dem Rösterzeugnis entweder
zusammen mit dem Bindemittel oder danach zugegeben werden.
Wie ersichtlich ist, wird das Agglomerat mittels eines sogenannten Kaltbindeprozesses gebunden, d.h. , die Bindung wird
dadurch veranlaßt, daß das Agglomerat in einer in der Hauptsache Dampf enthaltenden Atmosphäre auf eine Temperatur erwärmt wird, die im Verhältnis Bur Sintertemperatur des Materials, welches einen Teil des Agglomerates bildet, niedrig
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ist. Der Kaltbindeprozeß läßt sich am "besten in einem Autoklaven
durchführen, wobei die Dampf atmosphäre entweder nur
durch das im Agglomerat vorhandene Wasser entsteht oder aber dadurch, daß man Wasser oder Dampf zusätzlich in den Autoklaven
einleitet. Wie weiter oben erwähnt, liegen die temperatur und der Druck beim Kaltbinden der Agglomerate zwischen etwa 160
und 2300C bzw. zwischen etwa 10 und 70 atü. Die Verweilzeit
im Autoklaven beträgt zwischen 1 und 24 Stunden.
Bei der Schwimmaufbereitung des gemahlenen Röstpyrits, bei der als Auffanggitter vorzugsweise der Typ Dithiocarbonat
oder Dithiophosphat (oftmals kauch als Xanthat oder Aerofloat bezeichnet) zur Verwendung kommt, wird nicht nur der
Hauptanteil des im gerösteten Pyrit anwesenden sulfidischen Materials, sondern auch der Hauptanteil an Kupfer und Zink
abgetrennt. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß ein großer Teil von dem in den Pyritabbränden vorhandenen Schwefel,
Kupfer und Zink in Form ungerösteter Sulfide vorhanden ist, die leicht abgeschwemmt werden. In bestimmten Fällen liegt
jedoch ein großer Anteil, manchmal sogar der Hauptanteil des in den Pyritabbränden anwesenden Schwefels, Kupfers und Zinks
in Form von Sulfaten vor. Gemäß einem Merkmal der Erfindung lassen sich diese Sulfate dadurch entfernen, daß man das Rösterzeugnis
z.B. mit lauwarmem Wasser auslaugt oder wäscht, oder mit Wasser, dem eine bestimmte Menge Schwefelsäure oder eine
andere geeignete Schwefelverbindung beigegeben worden ist, um einen günstigen pH-Wert zu erhalten. Die Auslaug-nder Waschstufe
liegt vorzugsweise vor der Schwimmaufbereitungsstufe und zweckmäßigerweise auch vor der Stufe, in weloher die Pyritabbrände
auf !hue endgültige Größe zermahlen werden.
Sie Pyritabbrände werden zweckmäßigerweise auf eine Teilchengröße
zwischen 80 Gew.^ unter 90 /im und 80 Gew.^ unter
30 um zermahlen.
Gemäß einem repräsentatlvenAusfüJarungebeispiel des erfindungagemäflen Verfahrene wurden Pyritabbrände mit einem Antt11 von
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3,5 Gew.$ S, 0,25 Gew.$ Ou, 0,40 Gew.^. Zn und im übrigen in
der Hauptsache aus Pe2O^ und 3?e.*0. bestehend, in Wasser ausgelaUifffc,
dem eine geringe Menge Schwefelsäure zugesetzt worden war. Danach wurden die Pyritabbrände auf eine !Teilchengröße
von 80 Gew.^ unter 60 /tun naß gemahlen. Das gemahlene Rösterzeugnis
wurde einer Schwimmaufbereitung in etwa neutraler Umgebung unterzogen, und zwar mit Amylxanthat als Auffang-Reagens,
wobei etwa 7$ des Gesamtgewichtes des gerösteten Pyrits
abgeschwemmt wurde. Das verbleibende Rösterzeunigs, welches 0,55 Gew.$ S, 0,09 Gew.$ Cu und 0,15 Gew.$ Zn enth&Lt, wurde
abgefiltert und innig mit gelöschtem Kalk vermischt. Der Mn- * zugefügte gelöschte Kalk, Oa (OH)pj machte, auf Trockenbasis
errechnet, 10$ des Gesamtgewichtes der Mischung aus. Die Mischung
wurde zu Pelleten ausgewalzt, die in einen Druckautoklaven eingegeben wurden. Im Autoklaven wurden die Pelleten
für 8 Stunden in einer Dampfatmosphäre einer Temperatur von etwa 2000C und einem Druck von etwa 20 atü ausgesetzt. Die
erhaltenen pelletenförmigen Agglomerate waren von gleichmäßiger Größe, wiesen in kaltem Zustand eine gute Festigkeit und
auch bei hohen Temperaturen unter reduzierenden Bedingungen eine ausreichende Festigkeit auf, so daß sie ohne Schwierigkeiten
in Hochöfen eingegeben und reduziert werden konnten. Darüber hinaus trat keine Staubentwicklung auf.
" Versuche haben außerdem gezeigt, daß der gelöschte Kalk in
dem zuvor beschriebenen Beispiel durch jedes der weiter oben erwähnten Bindemittel ersetzt werden kann, ohne daß sich das
Ergebnis wesentlich ändert.
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Claims (9)
1. Verfahren zum Reinigen und Agglomerferen von Pyritabbränden,
dadurch gekennzeichnet, daß die Pyritabbrände in mindestens einem Mahlvorgang aerkleinert werden, daß aus dem
gerösteten Mahlgut sulfidisches Material durch Schwimmauf-"bereitung
abgetrennt und eine wässrige Mischung hergestellt wird, die zumindest das gemahlene und gereinigte Pyrit und
ein Bindemittel enthält, welches die Fähigkeit besitzt, die Mischung nach ihrer Erwärmung in einer hauptsächlich Dampf
enthaltenden Atmosphäre zusammenzuhalten und der abgekühlten Mischung eine brauchbare Festigkeit zu verleihen, wenn
sie reduzierenden Bedingungen bei erhöhter Temperatur ausgesetzt wird, und daß aus der Mischung Agglomerate hergestellt
und die Agglomerate in einer hauptsächlich aus Dampf bestehenden Atmosphäre einer Wärmebehandlung unterworfen werden, die
bei einer Temperatur von etwa 160 bis von etwa 10 bis 70 atü vor sich geht.
bei einer Temperatur von etwa 160 bis 230 0C und einem Druck
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pyritabbrände vor der Schwimmaufbereitung einer Laugung
zum Abtrennen von sulfatischem Material unterworfen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die laugung mit Wasser durchgeführt wird, welches mittels eines
SchwefelzusatzeB gesäuert wurde.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet,
daß ein Bindemittel verwendet wird, welches mindestens einen der folgenden Stoffe enthält: gelöschten Kalk, feingemahlene
und gelöschte Stahlofenschlacke, Portland-Zement,
fein zerkleinerte Kieselerde und fein zerkleinertes eilikathaltiges
Material.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet,
daß der Mischung ein Eisenerzkonzentrat beigegeben wird,
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dessen Korngröße größer ist als die der gemahlenen Pyritabbrände.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmaufbereitung der gemahlenen Pyritabbrände
in einer im wesentlichen neutralen Umgebung durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
bei der Schwimmaufbereitung ein Auffanggitter des Typs Dithiocarbonat oder Dithiophospha.-t zur Verwendung kommt.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Wärmebehandlung der Agglomerate über 1 bis 24 Stunden erstreckt.
9. Agglomerat, hergestellt mittels des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8.
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