DE1918598A1 - Verfahren zum Verfestigen agglomerierter Koerper wie Pellets,Briketts,Stuecken od.dgl.,vorzugsweise aus Erzkonzentrat oder -konzentraten - Google Patents
Verfahren zum Verfestigen agglomerierter Koerper wie Pellets,Briketts,Stuecken od.dgl.,vorzugsweise aus Erzkonzentrat oder -konzentratenInfo
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
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Description
Wpl.-Ιηπ. Γ. ^olz U. 80-14.47 IP 11.4.1969
Dipl.-Ins.'.ö.-i^recht
Aktibolaget Elektrodius, Stockholm (Schweden)
Verfahren zum Verfestigen agglomerierter Körper wie Pellets, Briketts, Stücken od.dgl., vorxugsweise aus
Erzkonzentrat oder -konzentraten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verfestigen von agglomerierten Körpern wie Pellets, Briketts, Stücken od.dgl.,
vorzugsweise aus Erzkonzentrat oder -konzentraten.
Zur Metallgewinnung werden Erze verschiedener Art und in verschiedenem Aggregatzustand verwendet. Durch die weiterentwickelte
Konzentrations- und Aufbereitungsteehnik ist es möglich geworden, immer ärmere Erze zu verwenden, und diese
sind immer feiner zermahlen worden, was Jedoch zur Folge hat, daß sie ihres pulvrigen Zustande wegen nicht besonders gut
zur Beschickung von reduzierenden öfen geeignet sind,.
Es ist daher notwendig, das pulverisierte Erz zu agglomerieren. Das Sintern in Pfannen oder auf Förderern ist üblich,
um Brooken und Klumpen von Feinerz herzustellen, die gehandhabt werden können. Außer dem erforderlichen Brennstoff werden
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auoh andere Zusätze der Sinterbeschickung zugesetzt, um z.B.
einen selbstfließenden Sinter zu ergeben, d.h. mit dem der reduzierende Ofen ohne weitere Zusätze beschickt werden kann,
insbesondere im Hinblick auf besondere Schlacke formende Bestandteile, um eine vorbestimmte Zusammensetzung der Of enschlaoke
zu erreichen.
Ein anderes Agglomerationsverfahren, das in neuerer Zeit starke Verbreitung gefunden hat, insbesondere für Eisenerzkonzentrate,
besteht in der Produktion von Pellets aus dem Konzentrat durch Rollen des felnzermahlenen Erzkonzentrats
in einer etwas geneigten, umlaufenden Trommel, die mit Feinerz, befeuchtendem Mittel (n), Schlackebildnern, wenn überhaupt
vorhanden, und Bindemittel (n) beschickt wird. Im unbehandelten Zustand sind die so erhaltenen feuchten Rohpellets
nicht für die Beschickung eines Hochofens geeignet, und sie können weder verarbeitet noch transportiert werden.
Briketts, die in bekannter Weise aus Erzkonzentrat (en),
befeuchtendem Mittel (n), Schlackebildner, falls überhaupt vorhanden, und Bindemittel (n) hergestellt werden, können ohne
Nachbehandlung weder verarbeitet noch transportiert werden.
Diese Nachbehandlung, die in der Hauptsache ein Verfestigen des Agglomerate betrifft, kann durch Trocknen, Brennen
und/oder Sintern in Abhängigkeit von dem Bindemittel, das der Anfangsmischung zugesetzt wurde, erfolgen. Es ist auch bereits
das Lagern unter feuchten Bedingungen in Erwägung gezogen worden, wenn wasserhaltige Bindemittel wie Zementklinker verwendet
werden.
Es ist bereits bekannt (vgl. US-Patentschrift 5 255 371)»
Calciurahydroxyd als Bindemittel zu verwenden, we.nn Mineralien
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agglomeriert werden, besonders in Briketts aus Erzkonzentraten«
wobei die Briketts durch eine hydrothermisehe Behandlung, d.h.
eine Behandlung mit Wasserdampf bei hohem Druck und hoher Temperatur, nachverfestigt werden.
Erzkonzentrat ist auch bereits mit fein verteilter Hochofenschlaoke,
lockerem Kalk (Calciumhydroxyd) und Sand gemischt worden, und die agglomerierten Körper sind danach in Dampf
von 120°C behandelt worden, worauf ein Trocknen in Werkhallen folgt, wo das Bindemittel des Agglomerate trocknet, sich verfestigt
und die Bestandteile des Agglomerate durch den Einfluß der Luft anhaftend miteinander verbindet (vgl. US-Patentsohrift
3 214 263).
Die oben erwähnten Verfahren erfordern einen beträchtlichen Zeitaufwand und beträchtliche Lagerkapazitäten, weshalb sie
für eine kontinuierliche Herstellung nur sehr schwierig und nur bei Anfall hoher Kosten verwendet werden können.
Für die richtige Behandlung und den Weitertransport des so erzeugten Agglomerate ist es äußerst wichtig, daß ihm unmittelbar
nach und während seiner Herstellung eine ausreichende Festigkeit verliehen wird. Die anfangs erreichte Festigkeit
sollte so hoch sein, daß die Agglomerate auch übereinandergestapelt
werden können, ohne daß sie in BruchstUoke zerbröckeln oder zerbrechen.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in einfacher Weise dadurch gelöst, daß die Rohagglomerate, wie Pellets, Briketts,
Stücke o.dgl., die nach einem beliebigem bekannten Verfahren aus Erzkonzentrat, befeuchtendem Mittel, Schlackebildner und
Bindemittel hergestellt sind, durch ein hochfrequentes Wechselfeld transportiert werden. Bereits innerhalb ;5 bis 5 see. Auf-
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enthalt in dem Hochfrequenzfeld weisen z.B. Pellets, aus
Eisenerz eine ausreichend· Härte auf, Ui in Schichten von
bis zu mehreren dm Dicke übereinander?gestapelt zu werden.
Diese Verfestigung findet in einer bis jetzt noch nicht erklärbaren Weise statt, wahrscheinlich unter der Einwirkung
von Wirbelströmen, die in den Agglomeraten induziert werden, wenn sie durch das hochfrequente Weohselfeld laufen.
Gemäß der Erfindung werden die Agglomerate dem Wechselfeld so lange ausgesetzt, bis die Temperatur des Agglomerate
auf einen vorbestimmten Wert, vorzugsweise unter 1000C, Ins*
besondere 90 bis 95°C ansteigt. ·
Gemäß der Erfindung wird eine weitere Verfestigung der
so im Wechseifeld vorbehandelten Agglomerate durch Aussetzen der Agglomerate einer hydrothermischen Behandlung bei hohem
Druck von etwa 12,5 - *3 at und einer Temperatur von etwa
190°C vorgenommen, wodurch die so erhaltenen Agglomerate bei
diesem Druck und bei dieser Temperatur eine Festigkeit und Härte innerhalb 0,5 -3h annehmen, die allen Anforderungen
an die Festigkeit von Agglomeraten genügt, wie sie beim Reduzieren und Schmelzen gestellt werden. Die Zeitdauer der hydrothermlsohen Behandlung hängt von solchen Faktoren wie dem Grad
der Zerkleinerung der Bestandteile, dem Durchmesser der Agglomerate usw. ab.
Das Verfahren gemäß der Erfindung hat sich als am
geeignetsten und vorteilhaftesten herausgestellt, wenn die Agglomerate als einziges Bindemittel granulierte, fein gemahlene Schlacke enthalten, die durch gewisse metallurgische
Schmelz verfahr en gewonnen wird. Besondere gute Ergebnisse sind
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Mit Hochofeneohlaolce alii einzigem Bindemittel erzielt worden«
Agglomerate au* lis«nerakon*entrat Mit fein verteilter Hochofenechlaolce al« e Ina ige» Bindeeittel und behandelt durch da«
Verfahren gtüll der Erfindung zeigen eine auJerordentlich gute
Festigkeit und eind daher für· eine direkte Beschickung von
Hochöfen oder ala Zusatz in Stahlechmelzöfen zur Stahlerzeugung geeignet.
Die Erfindung soll anhand der folgenden AusfuhrungsbeiopieIe erläutert werden· Eb noil Jedoch darauf hingewiesen
werden, daft es sich dabei nur um Beispiele handelt» die Erfindung also auch stur Verfestigung anderer Agglomerate geeignet
ist« die aus einem beliebigen anderen Erzkonzentrat oder einer
Mischung von Erzkonzentraten bestehen«
100 Oewichtsteile aufbereitetes Magnetiterzkonzentrat
mit der unten angeführten Zusammensetzung wurden getrocknet und mit ungefähr 15 GewichtSteilen gesondert getrockneter
und gemahlener Hochofenschlacke mit einer Korngröße von etwa 2200 - 3000 0Bi2/g gemischt»
Pe
Pe2O5 4,52£ Mn
MnO 0,05^ P ,#
CaO Ö,ii# Spezifische Oberfläche 950 omS/g
MgO 0>3l£ Volumengewioht 2,6-3,3 g/o
9ÖS844/1291 ORIGINAL INSPECTED
1018598
| *ÖÖ5 | 0,02* | 35,7* | 15 | - |
| β | 0,015* | 12,4* | 1O2 | |
| CO2 | 0,14* | 0,7* | ||
| Na2O | 0,05* | 42,8* | ||
| V | o,oi* | 6,5* Verhältnis § | ||
| CUO | 0,01* | 0,9* | ||
| Zusäjoünsctsuttg der Schlacket | 0,6* | - 1,20 | ||
| SiO2 | 0,8* | |||
| Al2O5 | 0,1* | |||
| F«2°"5 | Spuren | |||
| CaO | 100,4* | |||
| MgO | ||||
| I2O | ||||
| Ma2O | ||||
| S | ||||
| SO3 | ||||
| Cl | ||||
Dai Pulvergemlsoh wurde auf einem Förderband zu einer
unter 45° geneigten Rollenscheibe transportiert. Heißes Wasser (35 bis 60°C) In einer Menge von 12 - 17 Oewichtstellen, bezogen auf das Gewloht des Brskonzentrats, wurde
Über dprühdüsen oberhalb der pelletieierenden Scheibe versprüht (wobei der Wasserzusatz entsprechend der Korngröße
der Pulverbestandteile gewählt wurde)* Die so erhaltenen .
weichen Erzpellets wurden von der Scheibe zu einem Förderband aus elektrischem Isolierstoff wie Gtuami od.dgl. transportiert,
und das Förderband war so angeordnet, daß es die Pellets voneinander getrennt auf dem Förderband durch ein hochfrequentes
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elektreaagnetisohes Weoheelfeld transportiert, das duroh eine
an «loh bekannte Einrichtung erzeugt wurde. Die Hauptrichtung des erzeugten Felds verlief horizontal relativ zum Förderband,
ua die feuchten Pellets auf den Förderband duroh die Induktionsspule zu transportieren.
Der Hochfrequenzgenerator hatte eine Eingangsleistung von 4-6 kW» und die Frequenz des erzeugten Wechselfelds
betrug etwa 1 MHz. Die Fordergeschwindigkeit des Förderbands war veränderlich, die Behandlungszeit der Pellets konnte eingestellt werden. Eine ausreichende Erwärmung und Verfestigung
wurde für Pellets mit einem Durchmesser von 15 - 20 mm naoh etwa 3-5 see. in diesem hochfrequenten Weoheelfeld beobachtet.
Für andere Erzkonzentrate können andere Eingangeleistungen und Frequenzen ähnlicher Größenordnung verwendet werden.
Die Pellets, die wahrscheinlich durch in ihnen erzeugte Wirbelströme beeinflußt werden, wurden in niedrige, korbartige
Siebbehälter oder in Metallbehälter mit flachem Boden transportiert. Naoh der Behandlung In dem hochfrequenten Wechselfeld hatten die Pellets eine ausreichende Festigkeit erreicht,
um ein Stapeln in Schichten mit einer Dioke von mehreren dm ohne Oefahr gröBeren ZerbrOokelns zu erlauben. Derartige mit
Pellets gefüllte Behälter wurden ihrerseits auf einem Wagen
übereinander gestapelt, der alt Rollen oder Rädern versehen
war, und eine Charge, die in der Praxis Pellets mit einem Oesaatgewicht von mehreren t umfassen kann, wurde zur weiteren Verfestigung duroh hydrothermisohe Behandlung in einem
Autoklaven transportiert.
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Nach Schließen dea Autoklaven wurde dieser mit ganz oder teilweise ungesättigtem Wasserdampf ,gefüllt« um nacheinander
den Druck im Autoklaven auf 12 at zu erhöhen. Dieser Druckwert wurde für 0,3 -3h aufrechterhalten» wobei der genaue
Wert von den Anforderungen an die Festigkeit des Endprodukts
abhängt·
Der Druck im Autoklaven wurde dann gleich dem Umgebungsdruck gemaoht, indem der überschüssige Druck so schnell wie
möglich abgelassen wurde, z.B. während etwa 30 min oder länger·
bundenen Pellets von einigen kp pro Pellet nach der Behandlung
in dem Wechselfeld auf 60 - 100 kp pro Pellet nach der hydrothermischen Behandlung in dem Autoklaven angestiegen war·
100 Oewiohtsteile Erzkonzentrat mit der unten angegebenen
Zusammensetzung wurden mit 12 Oewiohtsteilen granulierter und fein gemahlener Schlacke mit der gleichen Zusammensetzung
wie im Ausführungebeispiel 1 und ferner mit 2,5 Gewichts teilen fein sermahlenem Kalkstein und 0,5 Gewichtsteilen ähnlich
gemahlenem Magnesiumoarbonat gemischt, und die Bestandteile
wurden sorgfältig durchmischt.
| Zusammensetzung des | 74,79* | Erzkonzentrats | 65* | 750 cm2/ |
| FeO4 | 15,49* | Fe | 0,18* | ,9 g/cm? |
| Feg0 | 0,23* | Nn | 0,64* | |
| MnO | 2,44* | P | 0,13* | |
| CaO | 1,01* | F | Spezifische Oberfläche | |
| MgO | 0,63* | Volumengewicht 2,6-2 | ||
| Al2O3 | 9 | 09844/1291 . | ||
| SiO ■. | 3,39* |
| TlO2 | 0,18* |
| 0,27* | |
| P2O5 | 1,47* |
| S | 0,002* |
| Na2O | 0,14* |
| K9O | 0,15* |
Dichte 4,8 g/onr5
100,19*
Der fein gemahlene Kalkstein kann vorteilhafterweise aus pulverisiertem Abfall bestehen, wie er als Nebenprodukt
beim Zerkleinern dieses Minerals in eine bestimmte gewünschte Klumpengröfle erhalten wird· FUr das Pelletisieren sollte der
fein gemahlene Kalkstein jedoch so fein gemahlen sein, daß er eine spezifische Oberfläche nach Blaine von 2500 - 3500 cm /g
mindestens zu 90* aufweist. Der feingemahlene Kalkstein kann,
falls notwendig, durch etwa 3* Dolomit oder vollständig durch
fein gemahlenes Magnesit ersetzt werden. Aus diesem Gemisch wurden Erzpellets in gleicher Weise wie im AusfUhrungsbeispiel
1 erzeugt. Die Leistungsaufnahme zur Behandlung im hochfrequenten Weohselfeld war jedoch um 20* wegen des teilweise
unmagnetischen Bestandteils dieses Gemisches und wegen des verringerten Bindemittelanteils in Form von Schlacke höher, und
es wurden Pellets erhalten, deren Festigkeit nach der hydrothermisehen
Behandlung im Vergleich zum Ausführungsbeispiel 1 um etwa 10* niedriger lag.
Das Verfahren gemäß der Erfindung zum Verfestigen agglomerierter Körper, insbesondere Pellets, Briketts od.dgl., durch
anfängliche Behandlung mit einem hochfrequenten Weohselfeld
und anschließende Behandlung der Agglomerate durch eine hydro-
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thermische Behandlung ergibt aufler den Vorteil der Gewinnung
geeigneter Agglomerate für reduzierende oder Sohmelzverfahren
bei niedrigeren Kosten auch einen indirekten Vorteil bezüglich der Schlackenverarbeitung in den reduzierenden Verfahren und
kann durch eine geeignete Wahl der Beetandteile der Agglomerate zu einer weitgehenden Verringerung des Kalkstein- oder Dolomitverbrauchs führen, besonders bei der Erzeugung von Roheisen
aus Eisenerzkonzentraten·
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Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung verfestigter Körper aus einem Erzkonzentrat, bei dem das Erstkonzentrat mit einem befeuchtenden
Mittel, einen Sohlaelceblldner und einem Bindemittel zu einer
Masse gemischt wird« und bei dem agglomerierte Körper aus der
Masse geformt «erden, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper einem hochfrequenten Weohselfeld ausgesetzt werden.
2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper durch das hochfrequente Wechselfeld so lange transportiert werden, bis die Temperatur der Körper auf einen vor- ,
bestimmten Wert von vorzugsweise 1OO°C angestiegen ist·
3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dafi die verfestigten Körper einer hydrothermischen Behandlung
bei einer Temperatur von 1900C und bei einem entsprechenden
hohen Druck unterzogen werden, um die Körper zusätzlich zu verfestigen·
4. Verfahren naoh einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Masse granulierte, fein gemahlene Schlacke aus einen metallurgischen Sohmelzverfahren, vorzugsweise eine Hochofensohlaoke, -als einziges Bindemittel für die
zu verfestigenden Körper zugesetzt wird·
5. Verfahren naoh einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dafi ein Eisenerzkonzentrat als das Erzkonzentrat in den Körpern verwendet wird.
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