DE1918598B2 - Verfahren zum Verfestigen agglo menerter Korper, wie Pellets, Briketts, Stucke, aus Erzkonzentrat, isnbesondere Eisenerzkonzentrat - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorver- Einfluß der Luft anhaftend miteinander verbindet festigen agglomerierter Körper, wie Pellets, Briketts, (vgl. USA.-Patentschrift 3 214 263),
Stücke, aus einem Erzkonzentrat, insbesondere Eisen- Die obenerwähnten Verfahren erfordern einen erzkonzentrat, bei dem das Erzkonzentrat mit einem beträchtlichen Zeitaufwand und beträchtliche Lagerbefeuchtenden Mittel, einem Schlackebildner und einem 5 kapazitäten, weshalb sie für eine kontinuierliche Bindemittel zu einer Masse gemischt wird und bei Herstellung nur sehr schwierig und nur bei Anfall dem agglomerierte Körper aus der Masse geformt hoher Kosten verwendet werden können,
werden. Für die richtige Behandlung und den Weitertransport

Zur Metallgewinnung werden Erze verschiedener des so erzeugten Agglomerats ist es äußerst wichtig,

Art und in verschiedenem Aggregatzustand verwendet, io daß ihm unmittelbar nach und während seiner Her-

Durch die weiterentwickelte Konzentrstions- und stellung eine ausreichende Festigkeit verliehen wird.

Aufbereitungstechnik ist es möglich geworden, immer Die anfangs erreichte Festigkeit sollte so hoch sein,

ärmere Erze zu verwenden, und diese sind immer feiner daß die Agglomerate auch übereinandergestapelt

zermahlen worden, was jedoch zur Folge hat, daß sie werden können, ohne daß sie in Bruchstücke zer-

ihres pulvrigen Zustands wegen nicht besonders gut 15 bröckeln oder zerbrechen.

zur Beschickung von reduzierenden öfen geeignet Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugu'rtde,

sind. ein Verfahren anzugeben, nach dem die Agglomerate

Es ist daher notwendig, das pulverisierte Erz zu so verfestigt werden, daß sie die genannten Anforde-

agglomerieren. Das Sintern in Pfannen oder auf För- rungen erfüllen.

derern ist üblich, um Brocken und Klumpen von ao Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs

Feinerz herzustellen, die geliandhabt werden können. genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die

Außer dem erforderlichen Brennstoff werden auch an- agglomerierten Körper einem hochfrequenten elektro-

dere Zusätze der Sinterbeschickung zugesetzt, um z. B. magnetischen Wechselfeld ausgesetzt werden,

einen selbstfließenden Sinter zu ergeben, d. h. mit dem Bereits innerhalb 3 bis 5 Sekunden Aufenthalt in

der reduzierende Ofen ohne weitere Zusätze beschickt as dem Hochfrequenzfeld weisen z. B. Pellets aus Eisenerz

werden kann, insbesondere im Hinblick auf beson- eine ausreichende Härte auf, um in Schichten von bis

dere Schlacke formende Bestandteile, um eine vor- zu mehreren dm Dicke Übereinandergestapelt zu

bestimmte Zusammensetzung der Ofenschlacke zu werden,

erreichen. Diese Vorverfestigung findet in einer bis jetzt noch

Ein anderes Agglomerationsverfahren, das in neuerer 30 nicht erklärbaren Weise statt, wahrscheinlich unter der

Zeit starke Verbreitung gefunden hat, insbesondere für Einwirkung von Wirbelströmen, die in den Agglo-

Eisenerzkonzentrate, besteht in der Produktion von meraten induziert werden, wenn sie durch das hoch-

Pellet- aus dem Konzentrat durch Rollen des feinzer- frequente Wechselfeld laufen. Vermutlich führt die

mahlenen Erzkonzentrats in einer etwas geneigten, Einwirkung der Wirbelströme zur Bildung von

umlaufenden Trommel, die mit Feinerz, befeuchtendem 35 Kristallisationskeimen in den Agglomeraten, die zum

Mittel. Schlackebildnern, wenn überhaupt vorhanden. Vorgang der anschließenden Verfestigung entscheidend

und Bindemittel beschickt wird. Im unbehandelten beitragen bzw. ihn beschleunigen.

Zustand sind die so erhaltenen feuchten Rohpellets Gemäß der Erfindung werden die Agglomerate

nicht für die Beschickung eines Hochofens geeignet, vorzugsweise dem Wechselfeld so lange ausgesetzt,

und sie können weder verarbeitet noch transportiert 40 bis die Temperatur des Agglomerats auf einen ν or be-

werden. stimmten Wert, vorzugsweise unter 100 C. insbeson-

Bnl.etts. die in bekannter Weise aus Erzkonzentrat. dere 90 bis 95 C ansteig*

befeuchtendem Mittel. Schlackebildner, falls überhaupt Im Anschluß daran w..U zweckmäßig eine weitere

vorhanden, und Bindemittel hergestellt werden, können Verfestigung der so im Wcchselfeld vorbehandelten

ohne Nachbehandlung weder verarbeitet noch trans- 4$ Agglomerate durch Aussetzen der Agglomerate einer

portiert werden. hydrothermischen Behandlung bewirkt, die zweck-

Diese Nachbehandlung, die in der Hauptsache ein mäßig bei hohem Druck von etwa 12.5 bis 13 at und

Verfestigen des Agglomerats betrifft, kann durch einer Temperatur von etwa 190 C vorgenommen

Trocknen. Biennen und oder Sintern in Abhängigkeit wird, wodurch die so erhaltenen Agglomerate bei

von dem Bindemittel, das der Anfangsmischung züge- 50 diesem Druck und bei dieser Temperatur eine Festig-

set/t wurde, erfolgen, fs ist auch bereits das Lagern keit und Härte innerhalb 0.5 bis 3 Stunden annehmen,

unter feuchten Bedingungen in Erwägung gezogen die allen Anforderungen an die Festigkeit von Agglo*

worden, wenn wasserhaltige Bindemittel wie Zement* meraten genügt, wie sie heim späteren Reduzieren und

klinker verwendet werden. Schmelzen gestellt werden. Die Zeitdauer der hydro-

I s ist bereits bekamt (vgl. LISA.-Patentschrift 55 thermischen Behandlung hängt von solchen Faktoren

3 235 371), Cakiumhydroxyd als bindemittel zu ver· wie dem Grad der Zerkleinerung der Bestandteile,

wenden, wenn Mineralien agglomeriert werden, be- dem Durchmesser der Agglomerate ab.

sonders in Briketts aus Erzkonzentraten, wobei die Da» Verfahren gemäß der Erfindung hat skh ab am

Briketts durch eine hydrothermische Behandlung, d. h. geeignetsten und vorteilhaftesten herausgestellt, wenn

eine Behandlung mit Wasserdampf bei hohem Druck to die Agglomerate als einziges Bindemittel feingemahlen«

und hoher Temperatur, nachverfestigt werden. Schlacke enthalten, die durch metallurgische Schmelz·

Erzkonzentrat ist auch bereits mit feinverteiher verfahren gewonnen wird. Besonders gut« Ergebnisse

Hochofenschlacke, Cajciumhydroayd und Sand ge· kind mit Hochofenschlacke ab einzigem Bindemittel mischt worden, und die agglomerierten Körper sind erzielt worden. Aggtorferate aus Eisenerzkonzentrat

danach in Dampf von 120 C behandelt worden, 05 mit Uinverteiher Hochofenschlacke als einzigem Binde* worauf ein Trocknen in Werkhallen folgt, wo das mittel zeigen nach Behandlung durch das Verfahren

Bindemittel des Agglomerats trocknet, sich verfestigt gemäß dei Erfindung eine außerordentlich gute

und die Bestandteile des Agglomerats durch den Festigkeit und hind daher nach der erwähnten zusatz*

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lichen hydrothermisclien Behandlung für eine direkte Beschickung von Hochöfen oder als Zusatz in Stahlschmelzöfen zur Stahlerzeugung geeignet.

Die Erfindung soll an Hand der folgenden Ausführungsbeispiele erläutert werden.

Ausführungsbeispiel 1

Gewichtsteile 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 bis 3000cm²/g gemischt.

Zusammensetzung des Erzkonzentrats

Fe₃O₁ 94,12%

Fe₄O₃ 4,52·/,

MnO 0,05°/₀

Fe 71.26·_/β

Mn 0,04%

P 0,10%

CaO 0,11%

MgO 0,31 %

Al₂O₃ 0,27%

SiO₂ 0.46%

TiO₂ 0,16%

V₂O₆ 0,19%

P₂O_S 0,02%

S 0.015%

CO₁ 0,14%

Na₂O 0,05%

K₂O 0,08%

CuO 0.01%

Spezifische Oberfläche 950 cm*/g

Volumgewicht 2.6 bis 3,3 g/cm⁸

Dichte 5.1 g cm³

Zusammensetzung der Schlacke

SiO₂ 35.7%

AI₂O₃ 12.4%

Fe₂O₈ 0,7%

CaO 42.8%

MgO 6.5%

K₄O 0.9%

Na₂O 0.6%

S 0.8%

SO₃ 0.1%

Cl Spuren

CaC)

Verhältnis »= 1.20

SiO₂

Bei den aufgeführten Prozentgehahen handelt es rieh, wie auch im Ausfuhrunpbeispiel 2, um Labor· meBwerte, die infolge der üblichen Anarysemmgenauigkeit erfahrungsgemäß sehen genau 100% ergeben Da· Pulvergemisch wurde auf einem Förderband z 45" ge 3

entsprechend dar Korngröße der Pulverbestandteile gewählt wurde). Die so erhaltenen weichen Erzpellets wurden von dem Teller zu einem Förderband aus elektrischem Isolierstoff wie Gummi od. dgl. transportiert, und das Förderband war so angeordnet, daß es die Pellets voneinander getrennt auf dem Förderband durch ein hochfrequentes elektromagnetisches Wechselfeld transportiert, das durch eine an sich bekannte Einrichtung erzeugt wurde. Die Hauptrichtung des

ίο erzeugten magnetischen Feldes verlief parallel zur Laufrichtung des Förderbandes, das die feuchten Pellets durch die Induktionsspule transportiert.

Der Hochfrequenzgenerator hatte eine Eingangsleistung von 4 bis 6 kW, und die Frequenz des erzeug- ten Wechselfeldes betrug etwa 1 MHz. Die Fördergeschwindigkeit des Förderbandes war veränderlich, die Behandlungszeit der Pellets konnte eingestellt werden. Eine ausreichende Erwärmung und Verfestigung wurde für Pellets mit einem Durchmesser von

ao 15 bis 20 mm nach etwa 3 bis 5 Sekunden in diesem hochfrequenten Wechselfeld beobachtet.

Für andere Erzkonzentrate können andere Eingangsleistungen und Frequenzen ähnlicher Größenordnung verwendet werden. Die Pellets, die wahrscheinlich durch in ihnen erzeugte Wirbeiströme beeinflußt werden, wurden in niedrige, korbartige Siebbehälter oder in Metallbehälter mit flachem Boden transportiert. Nach der Behandlung in dem hochfrequenten Wechselfeld hatten die Pellets eine ausreichende Festigkeit erreicht, um ein Stapeln in Schichten mit einer Dicke von mehreren dm ohne Gefahr größeren Zerbröckeins zu erlauben. Derartige mit Pellets gefüllte Behälter wurden ihrerseits auf einem Wagen übereinandergestapelt. der mit Rollen oder Rädern versehen war.

und eine Charge, die in der Praxis Pellets mit einem Gesamtgewicht von mehreren t umfassen kann.

wurde zur weiteren VerfcstigvkJ^ durch hydrothermische Behandlung in einem Autoklav transportiert.

Nach Schließen des Autoklav wurde dieser mit ganz oder teilweise ungesättigtem Wasserdampf gefüllt, um nacheinander den Druck im Autoklav auf 12 at zu erhöhen. Dieser Druckwert wurde für 0,5 bis 3 Stunden aufrechterhalten, wobei der genaue Wert von den Anforderungen an die Festigkeit des Endproduktes abhängt.

Der Druck im Autoklav wurde dann gleich dem Umgebungsdruck gemacht, indem der überschüssige Druck so schnell wie möglich abgelassen wuide. z. B. während etwa 30 Minuten oder länger.

So Die Prüfung zeigte, daß die Festigkeit der schlackegebundenen Pellets von einigen kp pro Pellet nach der Behandlung in dem Wechselfeld auf 60 bis 100 kp pro Pellet nach der hydrothermischen Behandlung in dem Autoklav angestiegen war.

«hier unter 45" gee Rollenscheibe transportiert. Heißes Wasser (35 Ms 60 C) in einer Menge von bis 17 Gewichtsteilen, bezogen auf das Gewicht des Erzkonzentrats, wurde über Sprühdosen oberhalb des Pelletiertellers versprüht (wobei der WasserzusaU

Ausführungsbetspiel 2

100 Gewichteteile Erzkonzentrat mit der unten angegebenen Zusammensetzung wurden mit 12 Gewichtsteiltn granulierter und anschließend feingemahlener Schlacke mit der gleichen Zusammensetzung wie im Ausfuhrungsbeispiel 1 und ferner mit 2,3 Oewichtsteilen feingemahlenem Kalkstein und 0,3 Oewtchtsteilen Ähnlich feingemahlenem Magaesiumcarbonat gemischt, und die Bestandteile wurden sorg· faltig durchmischt.

Claims (1)

1. I 918 598

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   Zusammensetzung des Erzkonzentrats hydrathermisehen Behandlung im Vergleich zum

   p_e0 74 70»/ Ausfllhrungsbeispiel I um etwa 10% niedriger lag.

   P₆ ¹¹O¹ ■ j'L a)" Das Verfahren gemäß der Erfindung zum Verfestigen

   _Mn0 ³ 023«° agglomerierter Körper, insbesondere Pellets, Briketts

   _CaO -)'moi s od. dgl., durch anfängliche Behandlung mit einem

   T'qi α/ hochfrequenten elektromagnetischen Wechselfeld er-

   θ'ο3 o/° gibt nach anschließender hydrothermischer Behand-

   339°/° '^υπβ ^^ει Agglomerate außer dem Vorteil der Gesvin-

   o'l8⁰/° ^nung g^ee'g^neter Agglomerate für reduzierende oder

   YQ 027°/° ¹⁰ Schmelzverfahren bei niedrigeren Kosten auch einen

   p^SQ^S j'₄₇o;° indirekten Vorteil bezüglich der Schlackenverarbeitung

   _s ^{2 s} 0002°°/ '" ^^en reduzierenden Verfahren und kann durch eine

   NalÖ '".".".'.'". 014°/ geeignete Wahl der Bestandteile der Agglomerate zu

   ^q 015^Q/ ^emer weitgehenden Verringerung des Kalkstein- oder

   Pe fo'oi 15 Dolomitverbrauchs führen, besonders bei der Er-

   j^_n 0 18°/ zeugung von Roheisen aus Eisenerzkonzentraten.

   „ 0,64% Patentansprüche:

   Spezifische Oberfläche ......75o'cm⁸/°g *· Verfahren zum Vorverfestigen agglomerierter

   Volumgewicht 2,6 bis 2,9 g/cm^{s ao} Körper, wie Pellets, anketts, Stücke, aus einem

   Dichte 4,8 g/cm³ Erzkonzentrat, insbesondere Eisenerzkonzentrat,

   bei dem das Erzkonzentrat mit einem befeuchten-

   Der feingemahlene Kalkstein kann vorteilhafterweise den Mittel, einem Schlackebildner und einem

   aus pulverisiertem Abfall bestehen, wie er als Neben- Bindemittel zu einer Masse gemischt wird und bei

   produkt beim Zerkleinern dieses Minerals in eine 25 dem agglomerierte Körper aus der Masse geformt

   bestimmte gewünschte Klumpengröße erholten wird. werden, dadurch gekennzeichnet, daß

   Für das Pelletisieren sollte der feingemahlene Kalkstein die agglomerierten Körper einem hochfrequenten

   jedoch so fein gemahlen sein, daß er eine spezifische elektromagnetischen Wechselfeld ausgesetztwerden.

   Oberfläche nach B1 a i η e von 2500 bis 3500 cm^a/g 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

   mindestens zu 90% aufweist. Der feingemahlene 30 zeichnet, daß die Körper durch das hochfrequente

   Kalkstein kann, falls notwendig, durch etwa 3% Wechselfeld so lange transportiert werden, bis die

   Dolomit oder vollständig durch feingemahlenes Magne- Temperatur der Körper auf einen vorbestimmten

   sit ersetzt werden. Aus diesem Gemisch wurden Wert von unter 100⁰C, vorzugsweise 90 bis 95 C,

   Erzpellets in gleicher Weise wie im Ausführungs- angestiegen ist.

   beispiel 1 erzeugt. Die Leistungsaufnahme zur Be- 35 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch handlung im hochfrequenten Wechselfeld war jedoch gekennzeichnet, daß der Masse feingemahlene um 20% wegen des teilweise unmagnetischen Bestand- Schlacke aus einem metallurgischen Schmelzverteils oieses Gemisches und wegen des verringerten fahren, vorzugsweise eine Hochofenschlacke, als Bindemittelanteils in Form von Schlacke höher, und einziges Bindemittel für die zu verfestigenden es wurden Pellets erhalten, deren Festigkeit nach der 40 Körper zugesetzt wird.